基于P2P计算的动态多副本开销模型

在多个结点上保持副本是提高P2P或网格计算环境可用性的一个有效途径。不可靠的对等点和网络环境以及用户访问模式的多样性使得难以确定多少个副本能够满足用户高可用性的需求。文章提出了一种最小开销模型来预测和动态控制副本数量。为了隐藏系统中对等点的不可靠性,在考虑多副本的同时通过一种冗余机制预测系统中的副本数量。仿真结果表明,该系统具有更好的可用性和低的副本开销。

软件流水的开销模型和决策框架

软件流水是一种重要的指令调度技术,它通过重叠地执行不同的循环体来提高指令级并行性(instructionlevelparallelism,简称ILP).模调度是一类被广泛采用的软件流水调度算法.软件流水并非一种无损的优化方法,它具有一定的开销,比如延长了编译时间、增加了寄存器压力等.而且,受到体系结构、调度算法以及程序特性的限制,进行软件流水并不一定能达到理想的加速比,有时反而会引起性能下降.提出了一种面向程序特性的软件流水开销模型,对此模型下的软件流水开销进行了量化分析,并提出了一种基于相关性分析的软件流水开销测试算法(dependencybasedcosttesting,简称DBCT),为软件流水决策提供了判断依据.实验结果表明,该算法收到了较好的效果.

硬件集合通信中聚合树构建方法

传统的MPI (message passing interface)集合通信是基于点到点消息实现的,性能较低;而硬件集合通信具有性能高、CPU占用率低等优点,正受到越来越多的关注.硬件集合通信中,聚合树对集合通信性能具有至关重要的影响.研究了影响硬件集合通信性能的因素,提出了硬件集合通信开销模型,并以此为基础提出了构建硬件集合通信聚合树的方法.该方法主要包括3个部分:1)根据操作类型、聚合数据包大小等确定聚合树类型及聚合树宽度,从而在网络传输开销与数据计算开销之间取得平衡;2)提出了最小高度分层k项Ⅰ型聚合树构建方法,降低了跨组聚合包的个数;3)提出了构建最小代价Ⅱ型聚合树的方法,减少所使用的交换机数量.在神威互连网络中对聚合树构建方法进行了全面测试,当存在网络噪声的情况及分层k项Ⅰ型聚合树构建方法下的消息延迟相比传统构建方法下降了24%~89%;典型通信模式时,最小代价Ⅱ型聚合树使用的交换机聚合条目数相比优化前下降了约90%.

一种面向对象数据库继承层次索引配置方法

如何平衡面向对象数据库(OODB)索引的检索性能、维护开销、实现复杂度已经成为一个影响OODB性能的关键问题。提出一种OODB继承层次索引配置方法。通过开销模型评估各种索引配置的检索开销、存储开销、更新开销,根据数据库真实使用情况选择最优索引配置。通过实验,验证这种方法的准确性,并且同其他常见索引策略作对比。结果表明该方法可以为OODB提供性能最优的索引方案。

一种面向对象数据库聚集层次的索引配置方法

提出了一种OODB聚集层次索引配置方法.通过开销模型评估各条候选路径的检索开销、存储开销、更新开销,根据数据库真实使用情况选择最优索引配置.通过实验验证了这种方法的准确性,并且同其他常见索引策略作对比,表明该方法可以为OODB提供性能良好的索引方案.

PMTree:一种高效的事件流模式匹配方法

复杂事件处理技术从多个持续事件流中分析并提取满足特定模式的事件序列.高吞吐率场景下,如何快速准确地识别事件序列是复杂事件处理技术中一个非常重要的问题.现在事件流的模式匹配方法——NFA、Petri网、有向图等——存在语义描述能力不足、部分算子实现代价高等缺陷.针对这一现状,设计并实现了一种基于树的模式匹配方法——PMTree.PMTree定义了事件模型及相应事件算子,将事件序列映射为树节点,同时将时间窗口约束及谓词约束等放置在相应节点,这些树节点连接成一棵PMTree来支持实时的事件筛选与过滤.进一步研究了PMTree构建过程中的优化策略,并提出了开销模型以及优化构建算法,以尽可能减少模式匹配开销.实验结果表明,相同测试条件下基于PMTree实现的复杂事件处理引擎Cesar吞吐率是基于NFA实现的开源引擎Esper的3～6倍,并且在不同事件量或事件序列复杂度下性能表现稳定.

面向天地一体化网络的计算卸载算法

由于天地一体化网络的计算资源受限、能力迥异等问题,会导致其处理复杂任务的能力减弱,使得重要的任务处理失败.因此,本文构建了一种将任务卸载到本地-骨干-边缘接入节点的三层计算卸载开销模型,并通过基于DQN的最优卸载算法进行最优卸载策略的制定.首先,依据网络中存在的天基骨干节点、边缘接入节点以及地基骨干节点三种类型计算节点(卸载站点)自身的特点,给出了不同卸载站点的时延、能耗的开销表达式以及对应的约束条件.然后,提出了基于DQN算法来完成低时延、低能耗的卸载过程.仿真结果表明,DQN算法能够提高任务执行的速度,降低终端设备的能耗,有效改善网络中计算节点资源迥异的现状.

关于软件流水线的分析与研究

针对一种面向程序特性的软件流水开销模型下软件流水开销的量化分析,提出了一种基于相关性分析的软件流水开销测试算法(dependency based cost testing,简称DBCT),为软件流水决策提供了判断依据。