Wu-Manber算法性能分析及其改进

在模式匹配中,多模式匹配算法越来越受到人们的关注。本文首先介绍了一些著名的多模式匹配算法,重点介绍了Wu-Manber算法的基本概念及其实现原理,此算法在实践应用中是最有效的。然后提出了对Wu-Manber算法的改进,以解决多模式串长度很短时出现的性能问题。最后,实验数据表明,改进后的Wu-Manber算法,其性能远远优于传统的Wu-Manber算法。

Wu-Manber算法的改进研究

Wu-Manber算法是一种经典的多模式字符串匹配算法,常用于解决网络入侵检测等问题。为了解决Wu-Manber算法在模式集规模增长时,prefix表中会出现过长的模式链表这一问题,通过改变原有prefix表中的链表结构以及存储信息的格式,提出两种改进算法,分别用于处理较小的模式集合和较大的模式集合。实验证实了改进算法可以提高字符串匹配速度,具有很高的实用价值。

基于Wu-Manber算法的大规模URL模式串匹配算法

大规模高速URL匹配是许多网络安全系统中的关键技术,经典串匹配算法在大规模URL情况下有许多限制。针对URL数据的特点在经典多模式串匹配算法Wu-Manber基础上提出XWM-Tree算法和XWM-Hash算法。算法应用了模式串窗口选择,两阶段哈希和关联容器组织冲突链表等多种优化手段,大幅度提高了算法的匹配性能。在大规模真实数据集上的测试结果表明本文提出的算法匹配速度可以提高一倍以上,尤其是当最短模式串较长的时候更有优势。

Wu-Manber算法的一种综合改进

对孙晓山等提出的Wu-Manber算法的后缀改进算法作进一步的改进,在对next链表进行分类的同时把含有互为后缀的结点提到链表的前部,并整合了张鑫提出的精神的不良字符转移和弱化的良好后缀转移的改进方法,新改进的算法充分利用以上两种算法的优点,使区配过程中字符比较好的次数得到了进一步减少.新改进的Wu-Manber匹配算法在实验中取得了更高的效率.

Wu-Manber算法在大规模模式串下的改进

对笔者在另一篇文章《一种改进的Wu-Manber多关键字匹配算法》中提出的算法进行了改进,把原算法中next链表中结点的Same-Subsuffix域中分裂成两个子域,使得搜索过程中字符比较的次数进一步减少,从而提高算法的效率.特别是在大规模模式串的情况下新算法的效率比原算法有进一步的提高.实验结果表明,当模式串较少时,新算法效率与原算法相比有一定的损失.而随着模式串的增加,新算法具有更高的效率.因此,新的算法比原算法具有更大的适用范围.

基于Wu-Manber的快速跳跃多模式匹配算法

海量信息处理以及网络入侵检测等应用都对串匹配技术提出了新的挑战。在分析多模式匹配的Wu-Man- ber算法之后,提出一种基于WM的快速跳跃多模式匹配算法。该算法采用增大跳跃距离、减少冗余移动的方法,提高了WM算法的查找效率。试验数据表明该算法的查找时间比WM算法减少了5-9%。

一种改进的Wu-Manber多模式串匹配算法

针对Wu-Manber算法在模式串后缀与文本后缀相匹配的情况下,至少需要进行一次查找PREFIX表的比较操作的特点,提出一种改进的Wu-Manber算法,将PREFIX表信息合并到HASH表中,减少匹配过程中的查表比较次数,提高算法性能。

一种改进的Wu-Manber多模式串匹配算法

在分析Wu—Manber算法的基础上，结合QS算法思想，设计了一种改进的多模式串匹配算法：QWM（quick Wu—Manber）．算法充分利用紧邻当前窗口之后的B字符块，使算法的最大移动距离由原来的（m—B＋1）增大至（m＋B），平均移动距离也得到很大提高．同时对QWM算法和Wu-Manber算法进行了实验对比，无论模式串数量和最小长度怎么变化，性能都有较大提升．实验表明，改进的算法在对英文文本进行扫描时有4％～13％的提高．

基于CUDA的Wu-Manber多模式匹配算法

多模式匹配是计算机科学中最基本的问题,其应用在许多领域,在一些情形下也是比较耗时的。GPU拥有比CPU更强的并行计算能力,随着CUDA架构的推出,GPU用于通用计算领域的并行编程工作变得更加轻松。实现了基于CUDA架构的Wu-Manber多模式匹配算法,实验结果表明,相比传统串行算法而言,本文的实现获得了10倍以上的加速。

一种改进的针对中文编码的Wu-Manber多模式匹配算法

Wu-Manber算法是多模式匹配领域性能优越的算法之一.针对Wu-Manber算法不能很好的用于中文环境,以及滑动距离受限和冗余匹配的问题,提出一种改进的针对中文编码的WM_CH多模式匹配算法.WM_CH针对中文编码修改了哈希函数,优化了建立哈希表的过程;修改并优化了算法匹配过程,在执行精确匹配时消除了冗余匹配,增大了单次精确匹配后的滑动距离.实际测试表明,该算法性能优异,保持与原算法匹配精确度一致,针对中文编码能快速过滤非中文字符.在特征串集规模大于50 000时,匹配速度比原算法提升40%以上,同时滑动窗口的跳转次数显著下降.

改进的Wu-Manber多模式串匹配算法的设计与实现

多模式串匹配算法作为入侵检测系统中的关键算法,针对Wu-Manber多模式串匹配算法效率低的问题,提出利用算法I_Sunday模式匹配的跳跃思想,对WuManber算法进行重新设计与实现。改进后的IS_WM算法最大移动距离由原来(mB+1)增大至(2m+B)。为验证IS_WM算法的性能,对Wu-Manber算法、QWM算法和IS_WM算法进行实验,在同等条件下,考察模式串规模及最短模式串长度对匹配窗口移动次数的影响。实验结果表明IS_WM算法能够跳过更多的坏块字符,大大减少了块字符匹配次数,从而缩短模式串匹配时间。

一种改进的Wu-Manber多关键字匹配算法

针对Wu-Manber算法在处理公共子后缀模式情况下的不足,该文提出了一种基于非空公共子后缀模式的处理算法。该算法把有非空公共子后缀的模式汇集在一起,进一步减小了next链表的平均长度。在匹配过程中减少了字符比较的次数,从而提高算法的运行效率。该文对搜狗实验室给出的相关文档进行全文检索实验,并和原Wu-Manber算法、孙晓山等提出的改进算法进行比较。实验结果表明,该文提出的改进算法有效地减少了匹配过程中字符比较的次数,从而提高匹配的速度和效率。

DAO媒介:驱动未来社会算法化与自组织的元媒介

DAO媒介是以区块链算法等技术为基础,支持数字社群协同自治的媒介,具有区块链、智能合约与投票等功能特性和要素确权、技术信任、规则构架以及场景聚合等价值禀赋。对于数字生态显露的各种问题,“算法化”是重构数字生态、降解社会系统复杂性的关键机制,DAO媒介是支撑“自组织式”算法化的元媒介。DAO媒介与数字文明时代喷发的微粒个体、微资源、微价值、微需求、微场景等相匹配,能够深度匹配人的个性与自我,形成有效的趣缘连接,进而极大地释放数字文明的生产力。DAO媒介将深刻影响社会系统的构造,将微粒个体与相关社会要素“包裹”为闭环子系统,支持其准开放的系统边界、有效的异质性整合、可持续的规则重构、子系统与父级系统的持续分化和快速进化,等等。在数字文明时代,DAO媒介将使“重新部落化”的“地球村”变为现实,其驱动构筑的DAO社会将更加多元、更加富有创造力,不断拓展人类群体实践的自由度,使人类在高度异质性聚合基础上更加和谐有序地整合协同。

基于自适应变异粒子群算法的风光储微网调度

为克服传统粒子群算法在求解时容易形成局部最优,求解精度低的不足,提出了一种基于自适应变异粒子群优化的微电网调度求解方法。惯性权重采用自适应正态分布递减,随着迭代次数的增加更新粒子位置的移动策略,并且在算法后期引入变异环节。为验证算法的有效性,文章与其他算法进行收敛性能对比,并对两种典型天气情况下的微网运行成本模型仿真求解,得到最优调度。算例结果表明,改进算法能够对粒子全局最优搜索优化,效果优于其他算法,可合理调配分布式电源出力时段,具有良好的可行性。

短定子磁浮列车基于悬浮间隙实现测速和定位的算法仿真及应用

短定子磁浮列车测速和定位技术实现方式与传统轮轨不同,目前有多种技术实现方式,但都需要在磁浮列车上设置测速和定位设备或系统,且与悬浮控制系统相互独立,但悬浮控制系统对速度信号和位置信号又有一定的依赖性。因此,设计了一种基于悬浮间隙实现测速和定位的算法,并通过仿真达到算法设计预期目的,最后通过编程将算法嵌入磁浮列车的悬浮控制系统硬件平台,实现测速和定位的算法应用,测速和定位信号完全集成于悬浮控制系统中,摆脱悬浮控制系统对外置测速定位系统的依赖,提升磁浮列车在轨道交通市场的竞争力。

基于图神经网络的瑜伽动作多特征融合识别算法

针对现有瑜伽动作识别方法不能挖掘动作与形体特征等深层次信息的问题,提出了一种基于多特征融合图神经网络的改进瑜伽动作识别算法,该算法利用瑜伽的动作历史和形体信息,结合多特征融合和图神经网络的优势,通过建模形体和动作之间的关系图,得到形体信息对不同瑜伽动作类别的影响程度,以及历史动作的长时和短时性。在实验中,对比了该方法与其他算法在瑜伽动作识别任务中的表现。结果表明,该方法在准确率、精确率、召回率和F_(1)值等指标上有明显的提高,证明了该瑜伽动作识别算法的有效性。

不完整模态数据下基于布谷鸟算法的结构损伤识别研究

鉴于安装在结构上的少量传感器难以获得完整的模态数据,文章提出一种使用不完整模态数据来定位和量化结构损伤的有效方法。首先,采用一种改进的缩聚系统方法来匹配有限元模型和实际测量中的自由度差异,从而解决模态空间不完整性问题。然后,利用不完整模态数据获得的结构柔度矩阵计算结构的静态位移。最后,利用结构的静态位移建立损伤优化函数,并采用布谷鸟算法进行求解。通过数值模拟和试验验证了所提方法的有效性和鲁棒性。数值和试验结果表明,在测量传感器数量有限的情况下,所提出的损伤识别方法仍具有高效且稳定的性能。

麦克纳姆轮农业机器人路径跟踪——基于改进野马算法

针对麦克纳姆轮农业机器人在智能大棚中的路径跟踪问题,建立了运动学模型和动力学模型,设计了一种新型的双环比例微分-分数阶比例积分导数(Proportional Derivative-Fractional Order Proportional-Integral Derivative,PD-FOPID)控制器对全局路径进行动态跟踪控制。对于控制器参数多且整定困难的问题,首先采用帐篷映射初始化种群策略、精英主义记忆策略、动态余弦权重策略和柯西—高斯变异策略对原始野马算法进行改进,然后利用略改进野马算法(Improved Wild Horse Optimizer,IWHO)对控制器最优增益参数优化。实验结果表明:所开发的算法在探索和开发阶段方面性能优异,且PD-FOPID控制器在整定工作中表现突出。路径跟踪仿真证明,设计的双环PD-FOPID控制器比FOPID控制器更具显著的优势,能够避免动态误差累积,快速响应调整到规划路径,在提高农业大棚机器人路径跟踪控制质量方面具有巨大的潜力。

算法解释制度的体系化构建

算法解释在算法治理中举足轻重。算法解释承载着权益保障、社会交往和风险治理三重意义,其在技术层面上的障碍正在逐渐被突破,可以通过多种技术机制实现。在算法治理活动中,应根据常规场景、关键场景和争议场景分别限定选择解释的路径选择和技术方案,通过冻结机制、抽样机制和镜像机制固定算法解释,并使之接受外部的验证与审查,确保算法解释真实、有效。算法解释的系列机制应被进一步构建为体系化的算法解释制度,在这一制度框架内,对解释路径与精度、解释时限、解释瑕疵责任等要素的合理配置,可以实现社会效益与规制负担的精细平衡。

改进A^(*)算法和人工势场法的路径规划

A^(*)算法存在折线路径多和搜索节点多的问题,人工势场(artificial potential field,APF)法存在局部最优和不可到达的问题,针对两种算法存在的问题进行了研究。利用欧氏距离与投影距离提出一种新的混合式启发函数,依据该函数对A^(*)算法的流程进行改进,减少A^(*)算法的搜索节点,提高搜索效率。利用新A^(*)算法生成的最优节点作为APF算法的局部目标点,辅助机器人摆脱局部最优点;通过加入机器人和目标点的位置关系改进势场函数,修改斥力的增益,优化斥力的生成方向。在改进的基础上将两种算法融合提出一种新的算法,利用APF法的势场函数引导A^(*)算法的搜索。从路径长度、避障效果、迭代次数对改进算法进行对比分析,仿真结果表明,提出的改进算法搜索效率高,实现避障的同时保证计算的路径最优。