云计算环境下基于禁忌搜索的负载均衡任务调度优化算法

对云计算环境下的负载均衡任务调度问题进行了形式化描述.通过动态规划方法的形式化推导得到了最早完成时间的启发式优先分配策略,并给出了基于该策略的任务调度初始解求解步骤.进而引入了任务交换的收益值概念,提出了基于禁忌搜索的任务调度优化算法.该算法采用禁忌搜索和贪心原则选择任务交换,从而在优化任务调度初始解执行时间的同时改善负载均衡性能.最后,基于Cloud Sim云计算仿真实验平台下,进行了顺序调度算法、Min-Min算法、Max-Min算法和本文算法的对比实验,实验数据对比表明本文算法在减少任务执行时间的同时,优化了资源负载均衡性能.

云计算负载均衡任务调度问题的元胞自动机模型研究

形式化描述了云计算环境下的负载均衡任务调度问题,借助动态规划方法推导了最早完成时间的启发式优先分配策略,进而基于该分配策略求得任务调度的初始解.针对云计算任务调度问题提出一种元胞自动机模型,其中元胞对应于任务调度问题中的任务,元胞的权值对应于任务的总指令长度,元胞的状态对应于任务所分配的虚拟机.引入了元胞对交换的收益值概念,采用贪心原则选择收益值大的元胞对进行交换,不仅优化了任务调度初始解的执行时间,并改善了相应的负载均衡性能.进行了顺序调度算法、Max-Min算法、Min-Min算法、Tabu智能算法和本文算法的对比实验,数据表明本文算法既能优化资源负载均衡性能,又能减少任务执行时间.

一种VLSI设计到无向赋权图的转换系统

基于VLSI剖分问题的需要,设计并实现了VLSI设计到无向赋权图的转换系统(VLSI/Graph Converter,VGC).介绍了电路构造图和图文件存储格式,给出了VGC的处理流程图,提出了针对VLSI线网的无向赋权图转换算法.该算法解决的关键问题是,遍历树状结构的VLSI线网,将其转换为无向赋权图并存储为指定的图文件格式.VGC系统在Windows平台下用C++实现.实验及分析表明,该系统能正确地将Verilog语言描述的门级CPU转换为无向赋权图,避免了直接在VLSI线网上进行剖分,提高了VLSI剖分的效率.

一种VLSI剖分系统的研究与实现

基于多水平方法,设计并实现了一种VLSI剖分系统(Multilevel-based VLSI Partitioner,MVP)。介绍了MVP系统的结构框图、处理流程及模块功能。MVP系统的多水平剖分程序引入图核到粗化阶段,谱图论到初始剖分阶段,群智能到投影优化阶段,得到了无向赋权图更优的剖分。MVP系统特点体现在VLSI线网到无向赋权图的转换,避免了剖分算法直接在VLSI线网上进行剖分,提高了VLSI剖分的效率。实验及分析表明MVP系统的多水平剖分程序能找到更优的图剖分,以及MVP系统找到比现有技术更优的VLSI剖分,提高了VLSI剖分的性能。

一种VLSI设计到赋权超图的转换系统

本文基于VLSI划分问题的需要,提出了一种VLSI设计到赋权超图转换算法.该算法解决的关键问题是,它读取和遍历Verilog语言描述的树状结构VLSI设计,将其转换为赋权超图并存储为指定的文件存储格式,从而有效地将VLSI划分问题转换为超图划分优化问题.进而,本文给出了VLSI设计到赋权超图的转换系统(VLSI/Hypergraph Converter,VHC)的处理流程图,并在Windows平台下用C++设计实现了VHC系统.实验及分析表明,该系统能正确地将Verilog语言描述的门级CPU测试用例转换为赋权超图,避免了直接在VLSI线网上进行划分,提高了VLSI划分的效率.

基于赋权有向超图的云计算依赖任务调度研究

如何对依赖任务进行高效合理的调度是云计算急需解决的关键问题之一。对云计算环境下的依赖任务调度系统进行了形式化描述。采用赋权有向无环超图来构造依赖任务调度问题的数学模型,结点对应于依赖任务,有向超边对应于任务之间的执行先后依赖关系。将云计算依赖任务调度问题转换为赋权有向超图的优化划分问题,提出了基于多水平方法和赋权有向超图的依赖任务划分优化算法。设计并实现了基于多水平方法的云计算依赖任务调度原型系统。在Cloud Sim云计算仿真实验平台下,与Min-Min算法、Max-Min算法进行了对比实验,实验数据对比表明该算法在减少依赖任务执行时间的同时,优化了资源负载均衡性能。

面向RTL的VHDL语言模拟系统设计与实现

设计并实现了一种面向寄存器传输级的VHDL语言模拟系统(RTL-based VHDL Simulator,RVS).介绍了RVS系统的处理流程和组成模块.RVS系统定义了面向寄存器传输级的VHDL语言子集,在编译阶段采用了一种基于递归的自顶向下语法分析算法,在模拟阶段采用了一种具有调试功能的基于进程的事件驱动模拟调度算法.RVS系统在Windows平台下用Visual Studio2003进行了实现.实验表明,RVS系统对组合逻辑控制和微程序控制的SAP-CPU设计电路文件进行了正确地编译和模拟.

基于Petri网建模的Web型MIS系统的研究

文中提出了基于MVC架构的Web型信息管理流程模型,并通过定义的模型五元组来描述各层之间数据传递的关系和结果.给出了基于MVC架构的Web型MIS系统Petri网建模基本步骤,为Web型MIS系统的业务流程的分析、验证与优化提供了理论依据.以井冈山大学科研管理信息系统为例,讨论了Petri网理论在建模中的应用,实验结果表明采用Petri网理论对科研管理信息系统建模是可行且有效的.

赋权有向图的最小生成树算法

针对赋权有向图最小生成树问题存在可行解的情况,根据树节点入度最大值为1的性质,提出赋权有向图最小生成树性质。采用反证法,调整生成树根节点到弧头的路径来证明赋权有向图MST性质的正确性。基于赋权有向图MST性质,给出改进的Prim和Kruskal算法及其时间复杂度分析。实验给出构造某赋权有向图实例最小生成树的具体步骤,表明这2种算法能正确有效地构造赋权有向图最小生成树。

一种ISPD98电路网表到超图的转换算法

以电路测试基准ISPD98的模型用例及对应的超图为例,阐述了ISPD98电路网表文件格式、超图的压缩存储格式和文件存储格式.提出了一种ISPD98电路网表到超图的转换算法.它读取ISPD98电路网表文件数据,将其映射到超图的压缩存储格式,并存储为指定的超图文件存储格式,从而有效地将电路划分问题转换为超图划分优化问题.实验表明,该转换算法能正确地将ISPD98电路网表转换为超图的文件存储格式,有效地避免了直接在ISPD98电路网表上进行划分,提高了电路划分的效率.

基于谱方法的无向赋权图剖分算法

在多水平方法初始剖分阶段提出了一种基于谱方法的无向赋权图剖分算法SPWUG,给出了基于Lanc-zos迭代计算Laplacian矩阵次小特征值及特征向量的实现细节。SPWUG算法借助Laplacian矩阵次小特征值对应的特征向量,刻画了节点间相对距离,将基于非赋权无向图的Laplacian谱理论在图的剖分应用方面扩展到无向赋权图上,实现了对最小图的初始剖分。基于ISPD98电路测试基准的实验表明,SPWUG算法取得了一定性能的改进。实验分析反映了在多水平方法中,最小图上的全局近似最优剖分可能是初始图的局部最优剖分,需要加强优化阶段的迁移优化算法逃离局部最优的能力。

基于动态区分矩阵的属性约简算法

在分析基于静态区分矩阵的属性约简算法基础上,提出一种基于动态区分矩阵的属性约简算法。该算法采用2种不同的区分矩阵调整方案,使其能客观及时地反映出当前的约简以及剩余条件属性对信息系统的影响。实验结果表明,该算法不仅能找到信息系统的属性约简,还能有效减少计算属性约简的计算量,提高计算效率。

超图划分问题的元胞自动机模型及算法研究

对超图划分问题运用元胞自动机理论进行分析建模,提出一种元胞自动机模型以及基于该模型的赋权超图划分优化算法。在该模型中,元胞对应于赋权超图中的结点,邻接元胞对应于邻接超边所包含的结点,元胞的状态对应于所在的划分子集。引入二维辅助数组存储每条超边在划分子集中的结点个数,给出快速的元胞收益值和划分割切值的计算方法,从而避免遍历超边中的结点。实验结果表明,与赋权图划分算法和迁移方法相比,该算法可以取得更优的划分,且时间复杂度和空间复杂度较低。

一种时间复杂度为O(m)的无向超图核值求解算法

阐述了图核的全局信息在结点匹配中的应用,将图核理论扩展到超图上,提出了超图的核等相关概念,并给出了超图核值的形式化描述;分析了超图k水平p-核的构造性属性,给出了求解超图核值算法的基本步骤,进而讨论了降低时间复杂度的改进措施,提出了基于结点属性函数快速求解超图核值的算法框架;重点阐述了无向超图的改进压缩存储格式,将无向超图核值的求解算法从结点的度属性扩展到不同的结点属性函数,并给出了基于该存储格式的结点属性函数p5(v,U)核值求解算法,其时间复杂度为O(m),空间复杂度为O(n+m+z);最后,基于ISPD98测试基准的18组无向超图进行了结点的度和核值的求解对比实验,其数据对比表明:核值相比结点的度更能反映出结点在超图中的重要程度.

基于信息摘要函数的文件完整性检测工具

文中在Microsoft Visual Studio2005集成开发环境下,用C#实现了基于信息摘要函数的文件完整性检测工具.该工具使用CRC32、MD5和SHA1信息摘要函数,通过计算文件的数字文摘值,向系统管理员提供文件完整性检测功能,从而为发现入侵提供依据.实验表明,该工具在对多个文件的完整性测试过程中,计算出的CRC32、MD5、SHA1数字文摘值正确无误.

基于结点匹配策略的赋权超图核值实验比较

分析赋权超图多水平粗化阶段的节点匹配策略,给出引入节点核值全局信息到超图的节点匹配过程,发挥节点核值导向性作用,改进仅利用边的权值、节点的度等局部信息进行结点选择的匹配策略,将图的核值理论扩展到超图,提出超图核值等相关概念及其形式化描述。基于ISPD98测试基准的18组超图,结合多水平粗化阶段的不同节点匹配策略,以节点的度和核值的最大值、累加和、分布密度为评估指标进行对比实验。结果表明,与传统节点匹配算法相比,该核值更能反映粗化节点在每组水平层粗化超图中的重要程度。

离子注入水平扫描均匀性控制算法

为提高离子注入工艺中水平扫描输入剂量的均匀性,研究了离子束水平扫描速度对各处注入剂量的影响规律,建立了水平方向注入剂量分布曲线的数学模型。通过简化离子束斑轮廓,提出了一种实用的离子注入水平扫描均匀性控制算法,实际校正过程要经过多次循环,才能使离子注入水平扫描的均匀性收敛到目标范围内。在离子注入工艺中,利用该算法对束线水平扫描均匀性成功进行了校正实验,校正前的水平扫描均匀性为10%,经过5次校正,水平扫描均匀性达到1%,比校正前提高了一个数量级,验证了这种算法的可行性与有效性。

XDL网表的前向电路图生成算法

作为描述FPGA(Field Programmable Gate Array)电路网表的XDL(Xilinx Design Language)描述文件,不仅能用于解析抽取FPGA设计的Inst电路单元和Net电路信号,而且能用于构建FPGA电路网表中信号传播的前向电路图模型。采用有向超图来构建FPGA电路网表中信号的前向拓扑关系,其中FPGA电路单元的有效管脚表示为超图结点,管脚间的外部连线、管脚内的电路逻辑功能表示为有向超边。给出了XDL网表级电路描述文件编译所需的EBNF表达式,提出了基于有向超图的XDL网表的前向电路图生成算法,进行了算法的时空复杂度分析。在Windows平台下基于RapidSmith开源软件实现了前向电路图生成算法,并选用基于Virtex-4型号FPGA测试用例的XDL网表,生成相应的前向电路图以验证XDL网表的前向电路图生成算法的正确性和有效性。

赋权超图划分问题的多水平迁移优化算法研究

伴随着赋权超图划分问题的规模不断地增长,对赋权超图划分的处理效率和能力、准确性有了更高程度的要求.本文采用形式化符号描述了赋权超图优化划分问题,阐明了基于多水平思想求解该问题的粗化、初始划分和迁移优化三个阶段;提出了基于离散粒子群和多水平思想的迁移优化算法,在|V|维空间中每个粒子所处的位置对应于超图划分方案;伴随着投影优化阶段的细化,每个粒子对应的划分方案映射到下一水平层的粗化超图;随着划分问题解空间的维度|V|增加,粒子的自由度增大;将结点迁移的收益值作为粒子的启发式搜索信息,利用粒子之间聚集协同表现出的智能行为有效地搜索解空间;给出了赋权超图的改进压缩存储格式,提出了割切值和收益值的快速计算方法,有效降低了划分算法的时空复杂度.基于ISPD98测试基准的对比实验数据表明:与基于迁移方法的赋权图、赋权超图优化划分算法相比,本文算法有效地增强了迁移优化算法逃离局部最优的能力.

基于空域和DWT域特征的工程图隐写分析

提出从梯度能量特征入手,加上Fraid的小波系数高阶统计量,提取72维特征。分类器采用支持向量机(SVM),仿真实验结果表明,提出的算法能够区分AutoCAD图形中是否含有隐藏信息。