国产万亿次高性能计算机KD-50-Ⅰ的通信优化

国产万亿次高性能计算机KD-50-Ⅰ具有低功耗、低面积和高集成度等特点,对未来研制国产千万亿次计算机系统及提高其自主创新性具有示范作用.高性能计算机KD-50-Ⅰ达到实用化,必须要有与之相配套的高效通信性能.针对万亿次机KD-50-Ⅰ节点间拓扑固定和层次简单的网络结构特点,采用简化的LBP通信模型分析和优化了点对点通信和全局通信,对KD-50-Ⅰ国产高性能机的推广普及具有重要的意义.

高可用应用开发平台的设计与实现

设计并实现了一个高可用应用开发平台,该平台提供了一个灵活的高可用编程环境,不仅包含高可用应用开发框架,还包含了应用开发所必需的检查点服务、分布式锁服务、事件服务、消息服务和成员服务等。采用该平台使得应用程序的开发只需要集中于具体的业务流程上,而不需要过多地考虑其他高可用特性,同时还可提供更强的可移植性。

基于纳米计算结构上的生物序列模体发现算法

模体发现对于预测基因特殊功能位点和鉴别药物作用目标等有重要的应用价值.本文介绍了一种纳米计算平台系统结构模型—CellMatrix以及在其上实现的DNA序列模体发现算法.CellMatrix是一种针对纳米计算平台提出的由同构晶格组成的可重构系统结构.这种结构既便于大规模工业生产,也很容易使得各种计算机软硬件系统在其上实现,同时这种结构又具备良好的可扩放性,是未来实现成熟纳米计算平台的一种选择.基于CellMatrix结构,本文首先在晶格结构上设计基本字符比较单元,而后在此基础上逐层构建更高层次的子序列测试单元和单条序列处理架构,从而实现了基于模式驱动的模体发现算法.最后用晶格开销数目和晶格延迟给出该算法的时空开销.

P2P网络中一种基于信誉感知的资源发现算法

P2P网络的动态性和匿名性对P2P应用获取成功具有显著的贡献,但同时也造成一些恶意节点在网络中提供不可靠或者欺诈的服务.本文在非结构化P2P网络中引入健壮灵活的信誉机制,提出了基于信誉感知的启发式资源发现算法,确保资源请求节点得到可靠的资源和服务.仿真试验表明,该算法有效的抑制了P2P网络中恶意节点的欺诈行为,降低了系统的消息负载,保证了请求节点获得服务和资源的可靠性和安全性.

基于QoS上下文转移的移动IPv6无缝切换方案

利用移动IPv6快速切换的特点和上下文切换技术相结合,综合快速切换和层次化移动管理的优势,通过对移动IPv6快速切换模型和信令交互的修改,以及对邻居发现协议的扩展,提出一套基于移动IPv6的服务质量上下文转移方案QoSCT.该方案引入功能实体切换指示节点(HDP),搜索最适合的接入路由器并指导相应邻接路由器传递实时业务流的QoS上下文;利用快速切换方案的链路层触发机制作为上下文切换的触发点,在移动节点完成切换的同时完成QoS上下文的转换,避免了移动节点盲目切换和资源浪费.理论分析和仿真试验表明,QoSCT方案可以显著降低实时业务切换时的延迟抖动,实现移动节点的无缝切换.

支持动态负载平衡的分层消息队列模型

中间件技术为解决异构分布式环境下的负载平衡问题提供了有力的工具,但传统的消息中间件负载平衡的实现较为复杂,其动态参数繁多且容易带来额外开销。提出了一种分层消息队列模型,该模型中利用队列组管理器对分布式队列进行组管理,并提供了丰富的任务分配策略。在该模型的基础上提出动态负载平衡实现方案:通过基于队列的阈值阈长模型实时监控成员队列的负载情况,采用集中式调度进行负载信息搜集和负载平衡决策,结合负载迁移和队列组管理进行过载处理。

基于事务性执行的投机并行多线程软件模拟

基于事务性执行的投机并行多线程是一种适合未来多核微处理器架构的新型并行程序设计和编译技术.但在此基础上的并行程序执行过程更为复杂,程序执行过程的模拟成为关键问题之一.本文提出利用二进制代码级动态插桩技术对投机并行多线程程序进行功能性模拟,设计并实现了完整的软件平台,可精确地模拟和监控并行程序的线程级投机执行过程,检测访存冲突,从而实现投机并行多线程的语义.该软件平台同时可以作为进一步研究投机多线程并行程序真实执行过程的基础,并有效支持投机并行多线程编译器的设计和分析.

一种新的Java存储模型L-JMM

Java存储模型是Java语言和Java虚拟机研究中的核心关键部分,目前Java语言规范中的存储模型不能保证Java技术所必需的语义特性,而且不利于Java虚拟机的性能优化.提出了一种新的Java存储模型,该模型取消了规范中Java存储模型中对存储密致性的要求,保证了Location一致性;同时根据Java语义的要求,对Java语言中不同类型的变量详细规定了多线程存储操作的行为规则.该模型不仅能保证Java程序的正确性,同时能有效提高Java程序的运行效率.最后通过仿真实验验证了该存储模型的关键特性.

弱一致性模型下的分布式垃圾回收算法RRDGC

垃圾回收有效地减轻了编程人员的负担、优化了程序的设计.在基于弱一致性模型的分布式共享存储系统中进行自动垃圾回收是非常困难的和低效的.本文提出了一种基于跟踪策略的实时分布式垃圾回收算法—RRDGC,使得各节点回收进程可以和应用程序并发执行,同时有效减少了弱一致性模型下额外的通信开销,降低了程序的响应时间.算法确保了垃圾回收的正确性和有效性,体现了增量和实时性的特点.最后通过仿真实验对比论证了该算法的正确性和高效性.

一种分级可扩放全序组通信协议——RHGP

并行分布式系统需要大量成员通过组通信协作完成某些特定的功能.当组中包含大量成员且其关系不断变化时,传统组通信系统将会产生很多不必要的通信开销.提出了一种新型的基于令牌环的分级组通信协议(ring-basedhierarchicalgroupprotocol,RHGP),支持全序消息递送和组成员的动态变化.该协议通过减少成员改变消息递送的次数,降低了组成员关系改变时的通信开销,增加了协议的可靠性.最后通过协议分析论证了该协议的可靠性和可扩放性,在成员失效率为0.1%、成员个数接近200时协议的可靠性为99.8646%.

基于网络处理器的多模式串匹配研究

深度数据包检查是网络入侵检测系统的性能瓶颈。该文分析入侵规则集中模式串的分布特点,对多模式匹配算法FNP进行改进,研究在多核多线程体系结构的网络处理器上高效实现模式串匹配的方法。在Intel IXP2800网络处理器上的仿真实验结果表明,改进算法在规模为10K的模式串集合上能达到6Gb/s的吞吐量,具有几乎线性的加速比。