面向事务处理的容错计算机系统结构设计与实现

提出了一种面向事务处理的容错计算机体系结构,设计了基于三模冗余的仲裁器和仲裁算法。在集群中,利用中心结点故障检测机制,采用仲裁器得到了一个逻辑上高可靠的管理态结点,通过该结点可以实现系统快速故障诊断和故障.恢复。实验结果表明:节点间故障检测时间小于2s,故障节点切换时间小于5s,该系统的故障检测、故障节点切换可以满足事务处理系统对可靠性的要求。

DRD──基于诊断的高可靠分布式计算机系统的设计

提出了一种基于Ｆａｉｌ－ｓｉｌｅｎｔ节点故障行为的高可靠分布式计算机系统，提出了减少上述系统节点故障检测延迟的两条有效途径：利用单机有限的故障检测能力和增加任务特征状态比较。利用节点故障的诊断技术，将系统中的故障节点与正确节点隔离．通过节点故障恢复和系统重构，以提高整个系统的可靠性。

基于非完备性测试的一种分布式计算机系统诊断算法的设计

利用现有的商用并行、分布式计算机系统本身所固有的冗余可以实现低成本的容错。为了提高整个分布式计算机系统的可靠性，将系统中的故障结点与正确结点隔离至关重要。文章提出了一个有效的分布式系统级故障诊断算法：在利用系统中各结点机有限的故障检测能力的基础上，将所有的故障结点从系统中隔离，并测试了该算法对系统性能的影响。

AIDTT—基于Ada的软件可靠性设计工具

软件可靠性问题是计算机系统中最重要的问题之一，此文从软件避错设计的角度提出一个实用化的软件集成开发系统，对该系统所包含的静态分析和动态测试工具的原理进行了详细的讨论。该系统通过有效的程序内部表示形式，把软件开发、测试和维护等多种功能高度集成为有机整体。

无线传感器网络能量优化与建模技术综述

由于无线传感器网络的能量受限,如何优化网络能量消耗和评估网络生存周期是当前无线传感器网络研究的首要挑战。在分析无线传感器网络能量消耗特征的基础上,调研传感器网络节点和网络系统的能量优化策略;并针对能量优化存在的不足,分析近几年兴起的无线传感器网络能耗建模工作;从基于无线通信、状态转换、协议栈等方面归纳总结无线传感器网络能耗模型的建模方法;指出跨层能量优化以及软硬件综合的能耗建模技术是无线传感器网络能量研究的重点。

一种数据网格容灾存储模型及其数据失效模型

可靠性较高的数据网格多采用双副本容灾可以保证节点在灾难发生时进行有效恢复,但由于节点数据存储量较大,当节点发生灾难时,从一个节点进行数据恢复速度较慢,导致在数据恢复期备份节点发生失效的概率较大.针对这些问题,本文给出一个容灾存储模型,基于该模型推导出一个数据失效模型,理论证明该失效模型的数据失效概率明显小于双副本容灾方式的数据失效概率,同时在灾难发生时又能达到较快的恢复速度.设计了仿真实验,将模型的数据失效概率与双副本失效概率进行了比较,实验结果与理论推导一致,证明了存储模型和数据失效模型的正确性和有效性.最后给出进一步研究思路.

一种基于QoS的自适应网格失效检测器

失效检测器是构建可靠的网格计算环境所必需的基础组件之一.由于网格中存在大量对失效检测有着不同QoS需求的分布式应用,对于一个网格失效检测器来说,为保持其有效性和可扩展性,应该既能够准确提供应用程序所需的失效检测QoS,又能够避免为满足不同QoS而设计多套失效检测器所产生的多余负载.基于QoS基本评价指标(TDU,TMLR,TMU),采用PULL模式主动检测策略实现了一种新的失效检测器——GA-FD(adaptive failure detector for grid),可以同时支持多个应用程序定量描述的QoS需求,不需要关于消息行为和时钟同步的任何假设.同时,证明了GA-FD在部分同步模型下可实现一个◇P类的失效检测器,并给出了相应的实验及数据.

一种基于移动计算环境的因果日志卷回恢复算法

由于移动节点的不可靠和无线网络连接的脆弱性,研究移动计算系统容错机制具有重要意义.对可以跨区移动、随时可以与网络断开的自治性很强的移动节点来说,异步的卷回恢复是一种重要的容错手段.现有的移动计算环境下的卷回恢复算法都无法完全实现一致的异步卷回恢复.基于因果消息日志,提出一种新的移动计算环境的卷回恢复算法:通过先行图来记录节点间的消息依赖关系,将异步检查点、基于发送方的暂存消息日志和先行图全部在移动支持站上存储和处理,为移动节点提供一种透明的容错服务,完全消除依赖关系在移动节点之间造成的影响.用形式化的方法证明了系统的一致性.仿真结果表明,在卷回开销达到最低的同时,也显著降低了无错运行时的通信和存储开销.

可扩展的多周期检查点设置

提出了一种多周期检查点设置方法.它允许各个进程采用不同周期进行检查点设置.为了保证一致全局检查点的向前推进,检查点周期可以根据一个P模式进行调整.在所提出的方法中,进程可以进行组划分处理,从而用于检查点周期调整的依赖跟踪可被限定在组内,同时也将使基于时间的多周期检查点设置具有较好的可扩展性.

基于Spirent的Web应用性能评测

分析现有在线事务处理(OLTP)类应用评测方法,提出一种基于Spirent的Web应用性能评测方法。采用平均事务响应时间、待测系统资源利用率和每秒事务数作为主要测试指标,将Web服务器和数据库服务器作为一个整体应用,综合评测OLTP类Web应用的软硬件性能,并快速定位Web应用系统的性能瓶颈。测试结果表明,该方法能将Web应用的系统性能提高40多倍,响应时间降低10多倍。

面向边缘计算的目标追踪应用部署策略研究

目标追踪算法虽已在诸多领域得到广泛应用,然而由于实时性和功耗问题,使得基于深度学习模型的算法难以在移动终端设备上部署应用.结合边缘计算技术,从应用部署优化的角度,对目标追踪算法在移动设备上的部署策略进行研究.通过对目标追踪应用特点、移动设备特性以及边缘云网络架构的分析,提出一种面向边缘计算的目标追踪应用部署策略.通过任务分割策略,将目标追踪应用的计算任务合理卸载至边缘云,并利用信息融合策略对计算结果进行分析融合;此外,利用运动检测,进一步降低终端节点的计算压力和功耗.通过对不同部署策略进行对比实验,结果表明:相比计算任务本地计算,该部署策略明显降低了任务响应时间;相比完全卸载至边缘云,该部署策略降低了相同计算任务的处理时间.

网络化软件系统故障传播分析与可靠性评估

为有效评估网络化软件的可靠性,从实践出发提出一种可靠性评估模型。根据网络化软件系统的特点,定义符合工程实践的失效模式,在此基础上详细分析构件执行过程、构件之间的交互过程及相应的故障传播。将构件之间的基于网络的交互过程视为系统内的特殊构件,定义各类构件的可靠性参数,基于马尔可夫链建立同时考虑网络交互过程和故障传播的软件可靠性模型。结合实例,通过仿真实验评估了该模型的准确性,与现有模型进行了对比。

新工科背景下的计算机组织与体系结构实践教学改革

面向新工科建设中培养高素质复合型新工科人才要求,围绕计算机组织与体系结构课程的实践教学体系,从实验平台、实验项目、实验教材和实践教学过程方面介绍课程改革的建设内容,通过实践效果分析,说明实践教学改革措施的有效性。

基于生产消耗模型与松弛时间的数据网格服务可靠性研究

针对现有数据网格可靠性相关研究的不足,引入了生产者与消耗者模型,并提出扩展松弛时间模型。理论证明生产消耗模型使数据服务可靠性远高于网格数据可靠性,而扩展模型进一步提升了数据服务可靠性。通过仿真实验,将模型的数据服务可靠性与网格数据可靠性进行了比较,并与理论推导进行对比分析,取得了较好的效果,证明了该模型的有效性。

“计算机设计与实践”课程创新性实践教学探索

“计算机设计与实践”课程作为“计算机组成原理”的后续课程和重要实践环节，是探索综合性、创新性实践教学模式的具体实现形式。开展实践环节的教学研究，开发真正以学生为中心的教学模式，开展设计性与创新性实践教学内容的研究，完善实践教学环境，可以锻炼学生的设计能力和动手能力，培养学生的综合能力和创新能力，提高学生的综合素质。

一种基于无效链路的分布式故障诊断一致性协议

故障诊断一致性(fault diagnosis agreement,FDA)是高可靠容错分布式系统的性能和完整性的重要保障.目前,大部分FDA协议还是只考虑单一故障组件的简单网络,而对于实际的分布式应用、故障节点和故障链路并存的系统假设更加有意义.但是,在此假设下,对恶意(拜占庭故障)组件的诊断是不可能满足FDA的.为此,首先提出了一种无效链路(invalid link)故障模型,可以更加准确地描述恶意组件的故障行为对系统的影响,有效提高故障诊断的覆盖率.在此模型基础上,提出了一个基于证据的故障诊断协议——PLFDA,可以同时对恶意节点和恶意链路进行检测和定位,并且能够满足故障诊断一致性要求.

双机容错系统FTDC的设计与实现

给出了一种利用现有计算机和少量必要的硬件，以容错管理软件为主要手段实现的低成本双机容错系统，主要介绍了该机的容错设计、容错管理软件的实现以及关键技术等问题。

设计性实践教学中学生综合能力的培养

结合哈尔滨工业大学计算机学院开设的“计算机设计与实践”课程的教学实践，探讨了设计性教学中如何培养学生的综合能力和创新能力。实践教学体系是与理论教学平行而又相互协调、相辅相成的。应尽可能为学生提供综合性、设计性、创造性比较强的实践环境，让每个学生经过这种实践环节的培养和训练，不仅培养学生扎实的基本技能与实践能力，而且能够提高学生的综合素质和创新能力。

一种数据网格存储模型与并行下载调度算法

针对在数据网格中创建多副本虽可有效提升下载速度、降低网络流量,但多副本创建会带来大量存储开销和网络流量开销,以及基于GridFTP协议的各种并行下载算法虽可进一步提升下载速度,但仍不能解决多副本对存储空间和网络流量的影响的问题,提出了一个能保证数据的完整性、存储的可靠性和降低存储空间的数据网格存储模型,并基于该存储模型和GridFTP协议,提出了一个并行下载调度算法。实验表明,该算法只需要较少的冗余便可达到现有的针对全副本的并行下载算法可达到的理想下载速度,取得较好的效果,实现并行快速传输、节约存储空间和降低网络流量的目标。

“计算机组成原理”实践教学探讨

本文主要探讨了计算机专业主干课程“计算机组成原理”的课程实现问题，分析比较了University of Califormiaat Berkeley、Carnegie Mellon University、清华大学和我校等几所大学“计算机组成原理”课程的教学情况，探讨了作为“计算机组成原理”的重要实践环节的“计算机设计与实践”课程的综合性、创新性实践教学模式，有助于提高“计算机组成原理”课程的教学质量。