基于连通域标记的目标检测算法设计与实现

在图像目标识别和跟踪任务中,连通域标记算法的设计优化主要体现在执行速度、存储空间和逻辑判断次数三个方面,因此提出并实现了一种基于一次逐像素扫描连通域标记的单目标检测算法。算法结合包围盒和单目标图像检测的特点,只需单行的图像缓存空间,同时简化复杂的等价标号替换操作,目标的判断准则为目标图像连通区域面积最大化,最终以包围盒形式给出目标位置。FPGA仿真结果表明:该方法资源占用率小,检测一幅图像的总时钟周期数为M×N×4(M,N分别为图像行列数),适用于单目标图像的实时识别与跟踪。

分布式共享存储系统中的存储管理及优化技术

分布式共享存储体系结构由于结合了较好的可扩展性和可编程性，已经成为目前并行计算机领域的主要发展方向。文章针对分布式共享存储系统中存储管理的两个关键问题——存储一致性模型和数据局部性优化技术进行了探讨。

以操作系统为中心的存储一致性模型——线程一致性模型

分布共享存储系统为保证程序的正确执行 ,必须通过存储一致性模型对共享存储访问顺序加以限制 ,而现有模型在可扩展性和操作系统级实现方面存在不足 结合多线程的特点 ,提出了一种以操作系统为中心的线程一致性模型 ,通过并行程序执行过程中线程状态的变化来观察和限制存储访问事件的正确顺序 ,有利于系统的可扩展性、一致性维护信息获取的方便性和完备性以及操作系统本身的设计和实现 分别从模型的定义、正确性证明。

DSM系统中存储一致性模型的一种新框架——S^3C框架

存储一致性模型对共享存储系统的正确性、性能以及程序的复杂性都有重要的影响 .该文立足于分布共享存储系统 ,提出了一种新的存储一致性模型框架—— S3 C框架 .该框架通过同步点的概念来描述不同模型中正确的存储访问事件顺序 ;通过一致性维护点的概念 ,对同一模型的不同实现方式也能够进行区别和比较 .结合 S3 C框架 ,该文提出了一种以操作系统为中心的线程一致性模型 ,并针对以顺序一致性模型为代表的存储一致性模型的正确实现进行了论述 .

基于瞬时访问信息的动态页迁移机制

页迁移是分布共享存储系统中动态开发数据局部性的一种优化策略,但体系结构相关性及时空开销限制了它在实际系统中的应用。本文立足于CC-NUMA系统和具有单地址空间映象的cluster系统,提出了一种通用的、无需特殊硬件支持的、基于瞬时访问信息的动态页迁移机制,并给出了基于Linux操作系统内核的实现方案。

万福煤矿深厚表土层冻土力学性质试验研究

针对山东万福煤矿深厚表土采用冻结法施工的基础数据不足及工程经验欠缺等难题,采集万福煤矿的深部土样,开展深厚表土层冻土力学性能参数的测试与研究。结果表明:在本试验设计的冻结温度下,冻土试样的单轴抗压强度、三轴抗压强度、蠕变应力及冻胀力随着冻结温度的降低均呈现增大的趋势,同时深部表土层的冻土蠕变性质表现尤为明显,含水率和采样深度对冻结壁设计的影响不可忽略。通过对原状土单轴压缩试验、三轴抗压强度试验、单轴蠕变试验、冻胀试验等数据进行多元回归分析,综合考虑冻结温度、含水率和采样深度对冻土试样力学性能的影响,归纳得到的数学模型拟合程度高,相关性好,为深厚表土层冻结壁的设计和在不同地层地质条件下力学参数的确定提供了技术支撑。

可信云服务

云服务是一类依托于云计算平台的新兴网络服务,其外包服务模式以及云平台自身的安全风险引起了用户的信任问题.云服务可信与否成为用户业务向云迁移的最大顾虑.如何构建安全可信的云服务,成为近年来研究领域的热点之一.该文在分析云计算安全威胁的基础上,提出了可信云服务的定义,并从用户信任预期、安全威胁来源和技术针对的安全目标等角度对可信云服务研究技术的类型进行了划分;然后,系统地梳理了数据存储外包、计算外包、虚拟机外包等典型云服务的安全可信研究工作;最后,探讨了可信云服务的未来研究趋势.

操作系统设备驱动可靠性研究综述

目前,对设备驱动可靠性的研究着重于设备驱动与操作系统内核的有效分离,设备驱动框架按照驱动被隔离所处位置大致可分为内核态、用户态和虚拟机三种。本文按照该分类方法,全面系统地阐述了操作系统领域对设备驱动可靠性提高方面的研究现状,讨论和分析了各种设备驱动框架所用隔离技术和方法的优缺点,并阐明了进一步的研究方向。

斜井冻结壁温度场分布规律研究

基于含水流砂地层竖向直排冻结条件下冻结壁的形成和发展过程,将温度场时空分布情况进行了合理简化,根据单孔稳态导热方程和叠加原理,推导了竖向直排三管冻结壁温度分布计算公式,并推广到直排和多排冻结壁温度场分布计算,可计算不同冻结锋面位置时冻结壁内任意区域的温度值和整个冻结壁的平均温度,进而分析冻结壁的温度和强度变化情况。计算结果表明:主面温度值与冻结管中心的距离呈近似线性关系,而轴面温度场呈下凹形抛物线分布,顶点为轴面与主面交汇处;由计算结果可判断内部界面位置的土体强度较弱且发展较慢,应作为预防冻结壁软弱破坏的重点区域;理论计算结果与对应位置的现场实测数据吻合较好。

麒麟操作系统层次式内核设计技术

麒麟操作系统是高性能、高安全的国产服务器操作系统,自主设计了层次式内核结构,由基本内核层和系统服务层组成。基本内核层负责硬件初始化,并提供基本的存储管理和任务管理,系统服务层基于FreeBSD改进,提供UFS2文件系统和BSD的网络协议。详细阐述了麒麟操作系统层次式内核的结构,然后采用标准的Benchmark对麒麟操作系统进行了基本性能测试,测试结果表明层次式内核结构的麒麟操作系统与宏内核结构的UNIX类操作系统性能相当,最后探讨了麒麟操作系统层次式内核结构的特点和下一步发展思路。

LHFR:面向长事务的层次式失效恢复算法

针对长事务失效恢复效率问题,提出了长事务的层次式模型LHM,给出分支和循环的有效处理方法.基于该模型提出了面向长事务的层次失效恢复算法LHFR.在保证长事务语义原子性和持久性前提下,该算法通过将失效控制在最低层次的子事务内进行补偿,能将失效范围限制在长事务实例的局部范围内,从而限制失效后回滚子事务的数量,减少不必要的时间损失,提高失效恢复的效率.通过模拟长事务执行与失效恢复过程,验证了LHFR算法的高效性,实验表明该算法可以缩短失效恢复所需时间并减少因无法补偿而需要人工干预的概率.

竖向直排人工冻结施工土体温度及冻胀力

针对直排竖向全长冻结管布置方式,进行了冻结壁形成过程、温度分布、冻结锋面移动规律研究,根据冻胀力计算原理,基于符合工程实际的合理简化,推导出竖向直排冻结壁情况下的温度分布和冻胀力计算公式,给出了冻结壁周边任意位置的土体冻胀力估计值。对双树子煤矿斜井冻结工程进行了理论预测,理论计算与现场实测结果吻合较好,验证了本文理论公式的科学性和可行性。

面向瘦客户端的WebOS研究

基于浏览器的WebOS是操作系统技术向网络化发展的一个典型代表。WebOS整合Internet上服务和资源,供在线用户"随时随地"使用,这种特点使得它将成为未来瘦客户端Web应用的一种重要使用模式。首先阐述了WebOS的由来、概念和组成,接着分析了WebOS的发展现状和趋势,然后论述了制约其发展的主要技术因素。在此基础上,选择较有代表性的开源EyeOS进行了深入研究,分析了其原理和组成,并对其服务器端功能进行了扩充。

云应用引擎的资源监控和计费机制研究

在归纳分析已有云计费机制的基础上,选取开源的云应用引擎AppScale作为研究对象,分析了其组成与架构,探讨了其资源监控功能的实现机理和不足。修改并扩展了AppScale的资源监控代码,设计实现了云应用引擎的资源监控和计费机制CloudMB,该机制支持进程级资源监控和面向多租户的计费功能。经测试,CloudMB占用系统CPU时间不超过3%,对平台性能影响较小。

基于脉动阵列的矩阵乘法器硬件加速技术研究

针对卡尔曼滤波算法中矩阵乘法运算的求解问题,比较不同的硬件加速设计方案,利用9个自行设计的处理单元,设计了一种基于脉动阵列的并行结构浮点矩阵乘法器,其峰值性能可达761.96MFLOPS,在资源一定的情形下提高了算法实现的实时性.结合矩阵分块算法,乘法器可对更高维的矩阵进行乘法求解,具有良好的扩展性.

事务性服务组合的过程模型及良构性判定

松散耦合环境中服务组合的组成服务具有异构性,且对应业务过程生命期较长.针对已有研究不足,提出了事务性服务组合过程模型TSCPM,该模型支持服务的多种恢复模式和恢复策略,准确描述了事务性服务组合执行语义和状态转换,给出了语义原子性的形式化定义.基于该模型,刻画了良构性及其循环、弱序及递归构造判定准则,证明了符合判定准则是一个事务性服务组合满足良构性的必要条件,给出了基于模型检测的良构性判定方法.

一种用于并行系统的非阻塞消息队列机制

并行线程之间的消息传递和同步机制与系统的并行性能密切相关。在并行系统中,人们期望不必要的同步尽可能少,以充分开发系统的并行性,提高系统的运行效率。非阻塞缓冲区机制(NBB)允许消息生产者和消费者在不使用同步机制的情况下实现消息传递。但是,NBB机制存在着消息缓冲区有限、在多生产者和/或多消费者情况下使用不便、有时甚至功能不能满足要求等问题。本文介绍的非阻塞队列机制(NBL)可看作是NBB的链表实现,但NBL可以有效地避免NBB的上述缺陷。本文描述了相关算法及其正确性证明。最后讨论了NBL机制的使用方法,并进行了有效性和性能评测。

通用操作系统对比评测标准研究

当前国内外研究机构以及操作系统开发商主要关注的是操作系统技术本身的技术提升和产品推广,在如何合理、客观地对比和衡量不同通用操作系统的技术水平的相关研究方面比较欠缺。而国内评测机构仍采用一般软件的通用评测标准来评测操作系统,其适用性和评测结果的针对性有所不足。深入研究了目前国际主流操作系统产品以及不同操作系统之间的典型对比方法,论述了各种方法的优势和不足。提出了一套定性和定量方法相结合的改进的操作系统技术对比评测标准,确定了操作系统技术对比的7个维度、各个维度的具体对比项以及缺省权重,给出了操作系统对比标准的实施方案和步骤,描述了对比结论的表述方式。基于该标准将RHEL 5.5与Windows Server2008进行了对比。提出的评测标准可填补国内通用操作系统评测标准的空白。

芯片级多线程处理器的操作系统调度研究

随着芯片级多线程(CMT)处理器体系结构的迅速发展,操作系统必须采用新型CMT调度,以发挥其体系结构的性能优势。分析CMT调度面临的问题,通过扩展调度域的层次和结构支持CMT处理器内部的负载均衡,利用协同调度避免cache抖动等问题。采用效率、效率瓦特比和公平性等多种指标对操作系统进行性能评价,证明其性能得到优化。

一种支持在线迁移的虚拟机间快速通信方法

已有基于共享内存的虚拟机间通信方法不能在支持应用编程透明和虚拟机在线迁移的同时满足实现复杂度低的要求。针对该问题,面向同一物理计算机上多个虚拟机间的通信,提出了一种支持在线迁移的虚拟机间快速通信方法 RLMCom,通过引入通信加速内核模块和改进已有虚拟机监控器,可构造出支持RLMCom的虚拟机系统。改进了连接建立、数据传输、连接关闭等关键流程以支持在线迁移。与现有基于共享内存的虚拟机间通信方法相比,该方法同时满足对用户和编程者透明、支持在线迁移且无需修改操作系统内核代码3个特点。分析表明,该方法可有效提高通信效率,保证虚拟机在线迁移时通信的正确性。