基于MPICH的Beowulf集群系统构建与性能评测

Beowulf集群系统是基于广泛应用的高性能网络环境的由一些微机组成的系统,它可以运行于很多操作系统如Linux、Windows。论文主要介绍了如何在Linux操作系统下构建Beowulf集群系统的方法,并利用矩阵相乘算法对该系统进行了系统性能测试。

基于MPI的Beowulf集群系统构建及评测

Beowulf集群系统是基于广泛应用于通用网络环境下由一些微机组成的计算机群系统,它可以运行于多种操作系统(如Linux、Windows等)。主要研究了在WindowsXP操作系统下异构Beowulf集群系统的构建,利用计算圆周率的并行算例进行了系统性能测试,并与Sun高性能服务器测试结果进行了比较。测试结果表明实验构建的Beo-wulf集群具有很高的并行计算效率和并行加速比,能够达到比较好的实际效果。

技术开发与应用——用于并行计算的Beowulf集群系统构建

在气象预报、天体物理、能源探测、核武器设计、核聚变研究等科学和工程领域经常应用大规模科学计算，其中很多计算需要超级计算环境。传统的串行处理方式难以满足这些要求。因此，现代高性能计算主要采用并行计算方式。

数字文化产业虚拟集群的形成机理及其系统动力学分析

因现代信息技术与互联网平台属性加持,数字文化产业虚拟集群相较于传统地理集群,存在更强的集群正外部性、规模经济效应、知识溢出效应和产业分工效应,即数字文化产业虚拟集群的形成存在发展规律与内在逻辑上的必然。基于系统动力学模型,发现良好的社会经济环境、数字基础设施、升级的文化消费需求、技术要素、人力资本、文化资源禀赋以及政策因素,在“经济—资源—政策”系统内形成了显著的正反馈作用,这也是数字文化产业虚拟集群最终形成的决定性动因。我国应继续鼓励并推动文化产业融合,积极拓展虚拟集群业务功能,努力完善数字文化内容版权保护机制,强化虚拟集群的平台治理水平,引导数字文化产业虚拟集群的价值导向,从而更好地释放集群的文化价值与经济影响。

无人集群博弈对抗系统仿真验证及决策关键技术综述

无人集群博弈对抗是一种新兴的作战样式,在智能化战争扮演着至关重要的作用,其核心是自主生成博弈对抗决策序列,为集群“赋能”。分析了无人集群博弈对抗系统仿真验证的进展;从基于专家系统和博弈论的技术、基于群体智能和优化理论的技术,以及基于神经网络和强化学习的技术三个方面论述了自主决策关键技术,以及课题组在自主决策上开展的相关工作;提出了无人集群博弈对抗的发展方向。

基于深度学习的集群系统故障预测方法

在面对集群系统故障预测时,长时间序列预测中存在因关键特征信息丢失而导致梯度消失或爆炸问题,从而影响了故障预测模型的准确性。基于此,提出一种新的基于深度学习的集群系统故障预测方法。该方法采用双向门控循环网络(bidirectional gate recurrent unit, BiGRU)来捕捉局部时序特征,同时采用Transformer来提高全局特征提取能力。通过BiGRU层中双向的信息传递获得集群系统日志上时序特征的动态变化,以获取集群事件中的潜在因果关系和局部时间特征,使用Transformer层并行处理BiGRU层输出的时间序列,得到全局的时间依赖性,继而由全连接神经网络层得到预测结果。通过由Blue Gene/L系统产生的真实日志所构建的公共数据集来验证方法的有效性,结果表明,所提方法优于对比方法,其最佳正确率和F1值分别达到91.69%和92.74%。

应用产教融合共生系统推进高校专业集群建设研究

专业集群是现阶段高校提升核心竞争力的战略选择,强化应用产教融合共生系统在高校专业集群建设中的指导和推动作用,符合高校专业集群建设“异质同存”的本质。目前高校专业集群建设中专业间共生度不足、内部共生环境建设不足等问题突出,应用产教融合共生系统推进高校专业集群建设,不断创新高校专业集群共生模式、构建共生机制,以便优化高校专业集群共生环境建设。

基于相依网络的无人机集群通信系统鲁棒性分析

作为地震灾害救援和侦察战场等的主力设备,无人机集群通信系统的鲁棒性是抗毁性的重要指标,本文借助复杂相依网络理论建模无人机集群通信系统,引入相对网络效能比作为通信系统网络整体鲁棒性的指标,准确地反映节点之间的相互依赖关系,为评估通信系统在目标攻击下的鲁棒性提供了一种全新的视角。基于经典M-L模型和动态信息的负载重分配策略,建立相依同构ER-ER和异构ER-BA网络模型,考虑两层网络中相依节点度数的特性进行目标攻击,分析其在攻击下的级联失效动态过程,以及任意两节点的连边概率、平均度数和容量系数等特征参数,对通信网络整体鲁棒性的影响。研究表明,网络鲁棒性和网络相依强度负相关,在级联失效过程中可考虑降低52.09%~72.9%相依强度,以抵抗更严重的通信网络崩塌;对同构网络来说,相依模式的不同,RL、AL较DL整体鲁棒性分别降低了9.25%和15.95%。

基于无人机集群的综合一体化告警自卫系统设计

现代战争中,无人机已经成为各大军事强国的重要武器装备之一,可被应用于侦察、目标探测、情报搜集、攻击等多种作战任务中,无人机集群作为无人机发展的新方向,具有作用范围大、灵活性强、战术使用多样化等优点,能够更好地完成在复杂战场环境下的各种任务,大大提高了作战效能。传统的机载告警自卫系统功能较为单一,且智能化程度不够高,极大地限制了载机的作战能力和任务执行能力,并不能满足无人机集群的应用设想。文中基于当前无人机集群的应用方式和环境,提出一种多功能综合一体化的告警自卫系统设计架构,在满足传统告警功能的基础上额外增加了智能化和侦察对抗一体化的功能,并在硬件模块上做了一定的优化调整,基本上可以满足无人机集群的应用规划和设想。

基于系统论的应用型高校专业集群建设研究

学科专业是高等教育体系建设与发展的核心支柱,更是人才培养的基础平台,对高校立德树人质量优化、高等教育服务经济社会高质量发展能力培养等,均产生直接影响。为进一步优化和调整高校学科专业结构,助力高等教育高质量发展,为中国式现代化建设提供服务,本研究以应用型高校专业集群建设为重点,以系统论为探讨基础,阐述了应用型高校专业集群建设的理论支撑,提出了几项可行性较高的专业集群建设意见,希冀借此为相关教职人员提供参考。

高校中小型高性能集群系统的建设及管理实践

理论模拟实验室是高校各级科研单位开展教学和科研工作的重要支撑平台。如何建设可持续发展且具有高性价比的高性能计算集群系统,并实现集群系统的高可用性和安全使用是各级科研单位集群系统建设和管理的重要问题,也是理论模拟实验室在“双一流”建设中所要面对的重要任务之一。基于吉林大学原子与分子物理研究所共享集群系统的建设、管理和维护实践,提出集群软件等公用资源共享使用、计算资源统一规划、分级管理,并结合自行开发的集群监控管理系统,利用手机端进行集群状态监控,发现异常即时处理,从而提高集群系统管理效率和确保集群系统稳定运行,为学科发展提供重要支撑。

考虑氢能储运特性的配电网集群划分与氢能系统选址定容策略

电-氢能源系统(IEHS)的合理规划对能源结构转型具有重要意义,充分利用氢储能的可移动特性可降低IEHS综合成本,提出一种考虑氢能储运特性的配电网集群划分与氢能系统规划策略。首先,将氢能系统拆分为多个氢能子系统(HES),建立多个HES之间的气氢拖车交通运输及储运成本模型;其次,基于电力-交通网架结构与新能源分布情况提出配电网集群划分方法;最后,根据集群划分结果,建立HES双层选址定容模型,该模型以IEHS年综合成本最低为目标,分层解决单个集群内HES的容量配置问题、各集群内部HES选址定容及气氢拖车配置问题。结果表明:提出的策略可以减小氢能储运压力、降低IEHS综合成本,提升风、光消纳水平,加快系统潮流计算迭代收敛速度。

智能无人集群系统跨域协同技术研究现状与展望

随着智能化技术和无人系统技术的快速发展,智能无人集群系统跨域协同的概念应运而生并得到了广泛关注与深入研究,智能无人集群系统跨域协同技术逐渐成为世界各国抢占无人系统技术竞争中的制高点。本文从我国智能无人集群系统跨域协同技术的发展需求出发,梳理了海空、空地以及海陆/海陆空等典型无人场景跨域协同技术的研究现状;深入分析了智能无人集群系统跨域协同技术的发展现状、技术需求以及未来的重点研究方向。最后,从总体思路、体系架构、理论创新和技术攻关4个层面,提出了推动智能无人集群系统跨域协同技术稳健与快速发展的对策建议,以期促进我国无人系统应用能力的持续提升。

城市轨道交通数字集群通信系统越区切换方案的设计

在城市轨道交通中,为确保列车司机与调度人员之间形成良好的无线通信关系,本文针对数字集群通信系统特性、应用场景等信息,从越区切换方向定义、无线信号覆盖方案设计、切换点优化方案设计、信道预测预留方案设计四个方面入手,完成对数字集群通信系统越区切换方案的设计,并以“三号线数字集群通信系统”为案例,验证该越区切换方案的可行性。结果表明:本文所提出的数字集群通信系统越区切换方案具有较高的有效性和可靠性,能够实现控制中心与列车无线通信,保证列车位置信息预测的精确度。

湖南省农业特色产业集群信息系统结构与功能设计

为满足湖南省农业特色产业集群信息化实际需求,促进产业技术进步,设计开发了湖南省农业特色产业集群信息系统。该系统包括信息采集、汇集、分析、展示等组件,采用WebGIS、物联网、微服务架构等技术,覆盖了“湘九味”中药材、“五彩湘茶”、“洞庭香米”、“早熟油菜”等特色优势产业集群业务的主要环节,具有种质资源管理、种植与加工过程管理、市场营销、技术服务和可视化展现等功能,为湖南省农业特色产业集群实现实时化、可视化、精细化管理以及产业发展决策提供信息化支撑。

大型泵站群自主可控远程集控系统研究与设计

以自主可控、维护简便、实时性、可用性为导向,研究并设计大型泵站群集控系统。集控系统设计基于分布式架构的数据库体系,进行多机冗余管理、权限管理,采用远动通讯协议的网络通信架构,高性能实时数据与历史数据的存储与访问机制,利用平台消息总线、服务总线实现基础集控功能,同时支持图形展示、报表展示、事件及报警、泵站联合调度及可视化应用等各类业务的互通互融,为大型泵站群安全稳定运行提供有力支撑。

无线集群通信系统的容量优化技术研究

干扰是影响CDMA无线传感器网络有源传感器数量的因素之一,干扰越大,容量越小。CDMA无线传感器网络的干扰有簇内干扰(Multiple Acces Interference/MAI)和簇间干扰(Node Interference/NI)2种类型。通过使用功率控制可以克服簇内干扰,从而使每个传感器在集群头接收的功率相同。本研究分析了影响簇间干扰的因素,包括簇间距离、簇大小、簇边界传感器的影响以及网络容量。首先,发现如果簇之间的距离增加1.5倍,那么干扰信号的功率将降低8.6dB;其次,发现分层技术能够减少传感器在边界处的干扰,如果分层半径为簇大小的0.7倍,则会产生最小的簇间干扰;最后,研究表明在集群中应用不等数量的传感器可以增加3%的网络容量。

基于改进蚁群算法的电力集控系统故障诊断方法

针对提高供电连续性和可靠性,保证电能质量的目的,采用基于改进蚁群算法,提出了电力集控系统故障诊断方法。通过传感器和数据传输接口形式获取电力集控系统实时运行信息,将其作为输入,建立电力集控系统故障诊断模型。运用改进蚁群算法对电力集控系统故障诊断模型进行求解,通过蚂蚁迭代方式得到电力集控系统故障诊断模型的最优解,实现电力集控系统故障诊断模型求解。实验表明,该方法具备较好的电力集控系统故障特征提取能力和故障诊断能力,同时其故障诊断时的容错率数值较低,数值在0.2%上下波动,求解电力集控系统故障诊断模型的迭代能力较强。

无线集群通信系统的能耗分析与优化方法

通信系统中的无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)应在无人值守的情况下可以长时间稳定运行,因此自组织和能源效率等特性对WSN来说十分重要。满足这些要求的一种方法是将WSN划分为多个集群,其中每个集群由集群头节点(CH)管理,包括多个集群成员。本文分析了集群网络的能耗并量化了不同节点数和流量水平的集群的能量增益。经过分析后,本文提出一种新的聚类协议,该协议可以选择更少的CH来最小化能耗,并简化了WSN的维护。

卫星MIMO通信系统抗移动无人机集群干扰的在线BSS算法

移动无人机(UAV)集群可以对卫星多输入多输出(MIMO)通信系统下行链路近距离实施压制式恶意干扰,导致接收信号的信干比(SIR)很低,严重影响通信质量。由于移动无人机信号的传输具有快衰落特性,因此此类扰信混合不仅具有时变性,而且存在突变性。采用盲源分离(BBS)算法实现扰信分离,提出一种部分回溯自适应变步长动量项等变自适应盲分离(PR-V-M-EASI)算法。算法以自适应变步长动量项EASI算法为基础,将串音误差作为分离性能指标自适应调整步长和动量项因子,加快算法的迭代速度,以适应混合矩阵的时变性。此外,算法还通过部分回溯分离的方式提升混合矩阵突变阶段的分离性能,降低分离算法的复杂度。仿真结果表明,PR-V-M-EASI算法能够在不影响收敛速度的前提下改善混合矩阵突变导致的分离精度下降,可有效对抗移动无人机集群施放的强恶意干扰。