用于盲人数字化阅读的指套式全锁止盲文显示装置

由于视力存在障碍且缺乏社会关注,盲人的阅读便利性问题一直没有得到很好的解决。针对已有盲文显示装置存在的锁止力小、能耗大等问题,开发了一种用于盲人数字化阅读的指套式全锁止盲文显示装置,并通过理论推导、有限元分析对其进行仿真和优化。该装置中的盲文点执行器依靠横梁结构进行全锁止,能够为用户提供足够的反馈力,提高了盲文点识别的准确率和阅读效率。性能测试结果表明,盲文点执行器平均上弹力为101.67 mN,锁止力为5 N以上,平均刷新频率为17.7 Hz,符合设计要求。用户实验结果表明,识别盲文点平均准确率达到94%,且用户主观评价较高。可以看出,该装置可以提高盲人数字化阅读水平,并为盲人便携地阅读数字文本提供了一种良好的途径。

Java虚拟机中的只读锁优化

Java虚拟机使用锁机制来实现多线程共享数据结构的同步.锁机制维护的临界区通常对共享数据结构只进行读操作.只读锁是指当某个线程持有锁在只读临界区时,其他线程可以直接进入只读临界区而无需等待.只读锁能极大地提高锁机制的同步性能.Java虚拟机的锁机制可分为轻量级锁和重量级锁两层,当线程冲突时从轻量级锁转向重量级锁.本文分别从轻量级锁和重量级锁两个层次分别进行只读锁优化.轻量级锁的只读优化算法可以减少原子操作的开销;重量级锁的只读优化算法则可以使多个线程同时在只读临界区中.最后在Java虚拟机HotSpot中实现只读锁优化,并且在龙芯3A上进行实验.性能测试用例包括单线程Java程序、多线程Java程序以及SPECjvm2008.实验结果表明,上述优化方法能极大降低线程进入和退出只读临界区的开销,提高Java虚拟机的同步性能.

基于下推自动机的细粒度锁自动重构方法

针对粗粒度锁会严重影响并发程序的可伸缩性问题,提出一种面向细粒度锁的自动重构方法.该方法借助访问者模式分析、别名分析、负面效应分析等多种程序分析技术获取临界区代码的读写模式,然后使用下推自动机构建不同锁模式的识别方法,根据识别结果进行代码重构.与以往锁重构方法的不同之处在于,该方法考虑了锁降级模式,使重构适用性更广.基于此方法,在Eclipse JDT框架下,以插件的形式实现了自动重构工具FLock.在实验中,从重构个数、改变的代码行数、重构时间、准确性和重构后程序性能等方面对FLock进行了评估,并与已有的重构工具Relocker和CLOCK进行了对比.对HSQLDB,Jenkins和Cassandra等11个大型实际应用程序的重构结果表明:FLock共重构了1757个内置监视器对象,每个程序重构平均用时17.5s.该重构工具可以有效地实现粗粒度锁到细粒度锁的转换,与手动重构相比,有效提升了细粒度锁的重构效率.

Java多线程设计模式研究

针对Java多线程并发程序设计,归类和总结了不同功能的Java多线程设计模式,结合实例分析比较了这些设计模式,这有助于解决实际编程中的并发问题,开发出高质量的Java多线程程序。

一种提供一致性服务的数据网格复制模型

为了解决数据网格中数据一致性的问题，文章提出了一个一致性模型，引入了一 致性服务的概念，并对一致性服务应当支持的复制策略进行了探讨，介绍了一致性服务的具 体内容，包括复制协议、复制标准选择和它的临界条件，给出了在不同条件下一致性服务的 解决方案。所描述的复制策略、复制选择方案构成了一致性服务的基础框架。

Posix同步机制在UNIX实时应用软件中的实现

在UNIX多进程、多线程实时应用中,同步机制是保证共享数据同步和完整的重要手段。通过一个应用实例,介绍了Posix互斥锁、条件变量、读写锁等同步机制和信号技术在多进程、多线程实时应用软件中的实现方法。

Java中读写锁的实现及分析

给出了一个Java读写锁的具体实现,并对该读写锁的实现细节进行了分析。

一种检测竞争并自调节的动态读写锁

传统的同步机制设计限制了多核平台上多线程应用的可扩展性,其中被广泛使用的读写锁问题特别突出.目前的读写锁研究大多偏向读多写少的场景,其方法是尽量提高读者执行的效率,将开销转移到写者执行的过程中.然而写者的执行过程会使得临界区进入互斥状态,此时只允许一个线程在临界区中执行,所以大量的写者执行开销会降低多线程应用程序的性能.本文通过研究读者与写者加锁特点,提出一种动态读写锁.动态读写锁通过检测读者加锁时竞争情况,循序渐进地提高读者执行的可扩展性,避免给写者执行增加无意义的开销.测试结果表明,动态读写锁在50%至99%读比例下表现出极好的性能,并且能对内存键值系统带来较为全面的性能提升.

面向NVM存储系统的快速文件访问系统

NVM存储设备系统具备提供高吞吐的潜质,包括接近内存的读写速度、字节寻址特性和支持多路转发等优势。但现有的系统软件栈并没有针对NVM去设计,使得系统软件栈存在许多影响系统访问性能的因素。通过分析发现文件系统的锁机制具有较大的开销,这使得数据的并发访问在多核心环境下成为一个难题。为了缓解这些问题,设计了无锁的文件读写机制以及基于字节的读写接口。通过取消基于文件的锁机制改变了粗粒度的访问控制,利用自主管理请求提高了进程的并发度;在设计能够利用字节寻址的新的文件访问接口时,不仅考虑了NVM存储设备的读写非对称,还考虑了其读写操作的不同特性。这些设计减少了软件栈的开销,有利于发挥NVM特性来提供一个高并发、高吞吐和耐久的存储系统。最后利用开源NVM模拟器PMEM实现了FPMRW原型系统,使用Filebench通用测试工具对FPMRW进行测试与分析,结果显示,FPMRW相对EXT+PMEM和XFS+PMEM能提高3%~40%的系统吞吐率。

进程同步算法的硬件支持

进程的同步算法是影响多进程系统性能的一个重要因素。旋转锁，信号量等同步算法都需要硬件提供对原子性“读－改－写”访存周期的支持。此外，多机系统的互连网络、总线仲裁、数据高速缓冲等也影响着同步算法的性能。本文正是从硬件结构入手，以ｉ８６０ｘｐ多机系统为例，探讨了进程同步算法的实现方法。

基于单片机的智能加密电子密码锁设计

介绍了一种智能化的电子密码锁系统,该系统以8位单片机STC89C52为硬件核心,及配制键盘输入及液晶显示输出等外围电路,借助于单片机自身的EEPROM存储数据,经TEA加密算法对数据进行保护,大大简化其结构,降低了成本,提高了数字密码锁的保密性及可靠性。

基于触摸屏交互的指套式盲文再现系统

在当今信息时代,传统的纸质盲文书籍在传播知识方面存在很多不足,逐渐无法满足视障人士的盲文阅读需求。受可穿戴装置的启发,提出了一种基于触摸屏交互的指套式盲文再现系统。根据标准盲文的结构特点、视障人士感知盲文的方式,以及指套式装置对小型化要求,设计了一种新型的盲文点执行器,并通过有限元分析对其结构和参数进行了优化。性能分析和用户实验的结果表明,提出的盲文点执行器具有刷新频率高、功耗低和体积小等优点,并能够实现在最高位和最低位的锁止操作。提出的盲文再现系统将便携的指套式装置与数据可刷新的触摸屏相结合,并利用4个压电陶瓷执行器的振动触觉反馈引导手指在触摸屏上的运动方向,为视障人士提供了一种便捷阅读盲文的新途径。

一种高速跨网文件安全传输架构设计

随着计算机网络多样化的不断加深,不同网系间跨网交互业务应用越来越多,其中文件跨网传输业务需求最为广泛,打破了不同网络体系间通信屏障。从安全和传输效率角度出发,提出了一套基于私有协议适用于跨网交换系统文件安全传输的协议架构。该协议架构基于分层思想设计,方便文件安全功能扩展,采用高效并发文件读写和并发文件传输。该文件传输系统具有传输高效、部署灵活的特点,满足当下文件跨网传输的业务需求。

硬盘备份和恢复软件的设计与实现

文中简要介绍了一种硬盘备份和恢复工具软件的设计原理,并给出了部分模块的设计方案和实现伪码.

城市监控报警联网系统的锁机制应用研究

城市监控报警联网系统是以实时、历史视频资源管理,各类报警联动业务处理,各类外部系统业务集成为主要功能的业务系统。业务功能相对复杂,视频点播等核心业务功能实时性、并发性要求较高。本文论述了锁机制在解决城市监控报警联网系统核心业务并发中的具体应用,以及在系统设计开发过程中避免死锁的一些方法措施。