基于虚拟仿真教学平台的云计算技术实验教学

基于物联网虚拟仿真实验教学中心的虚拟仿真教学平台,开展了云计算技术实验课程的建设工作,完成了从传统实验教学平台向虚拟仿真实验教学平台的迁移。目前开设了包括虚拟化技术、集群技术和Hadoop平台3方面共12门虚拟仿真实验课程,并对实验教学效果进行了分析。结果表明:学生实验实际用时有所减少、实验效率有很大提高;学生的实验地点不再集中在软件实验室,而且学习效果显著提升。

支持大规模地震探测数据快速可视化的云端数据缓存技术

首先,基于云计算应用模式,提出一种能有效利用云存储架构的双层缓存技术.通过在客户端和服务器端建立分布式缓存,能有效避免用户频繁访问远端数据,为用户构建轻量级的客户端,解决了目前地学数据可视化软件大量占用用户本地存储容量的问题.同时服务器端也避免了多次访问云存储文件系统,减少了大量的数据检索与加载时间.其次,提出一种ARLS(association rule last successor)访问预测算法,根据用户的历史访问记录,利用关联规则挖掘用户的访问模式,对其访问行为进行预测,进而提前加载数据,提高缓存命中率,解决了用户在可视化过程中不断移动兴趣区域,频繁更换渲染数据的问题,能有效应对用户具有多种访问模式的情况,提高了预测准确率.实验结果表明,该云存储架构显著减少了本地资源消耗,访问预测算法的准确率在最差情形下可达47.59%,平均准确率达91.3%,分布式缓存的平均缓存命中率达95.61%,可有效支持云端大规模地震数据的快速可视化.

高速碰撞仿真计算的优化方法

针对高速碰撞仿真系统中计算量较大的有限元计算部分,建立了并行有限元模型和区域划分原则,利用逐元法(Element by Element,EBE)分析有限元结构和单个有限元的物理量,利用区域划分方法对有限元网格进行划分,并采用中心差分法求解拉格朗日运动方程,用以模拟圆柱形物体高速碰撞刚性墙的过程。分析了多核CPU架构的基本通信原理,提出了1种动态负载均衡策略,能够优化多核架构上高速碰撞过程中有限元计算的运行效率,选用MPICH2和FORTRAN编写了仿真计算程序。经过多次实验,该优化方法将有限元计算程序运行效率平均提高了8.7%以上。

分布式流处理系统中基于位置感知的操作共享优化算法

针对流数据规模大、基本数据处理操作有重叠等特点,提出一种基于位置感知的操作共享优化算法.假设操作预先分配了计算节点资源,在保证流处理实时性和动态性的基础上,利用多个流数据作业间拓扑结构和操作功能的相似性,基于DAG图匹配方法建立操作共享备选集;以输出带宽为约束条件,建立一个操作共享收益优化问题模型,解决了流处理过程中传统操作共享方法对集群的输出带宽影响考虑不充分的问题.仿真实验结果表明,该方法较原有算法更充分地考虑了计算节点制约因素,并提高了共享收益,从而可有效地节省系统计算资源.