基于S-Pastry的紫外光通信组网研究

文章针对紫外光通信传输距离受限特点,提出采用基于Pastry的低开销、快速定位的对等网络组网方式S-Pastry建立点对点之间的数据链路,并分析了S-Pastry的算法性能。仿真结果表明,基于S-Pastry的紫外光通信组网技术能实现了低开销、快速定位的紫外光通信数据链接。     

星载大容量固态存储控制器的级联编码设计

航天器大容量数据存储设备主要采用基于NAND Flash的固态存储器,但由于空间环境中单粒子翻转效应的影响,以及存储器芯片在操作过程中因为阈值电压偏移导致的位比特错误等原因,存储设备的可靠性降低。为提高数据存储设备的数据容错性,依据NAND Flash芯片物理结构和数据存储结构,具有针对性地提出RS(256,252)码+LDPC(8192,7154)码级联的纠检错并行编码设计,并优化编码算法的电路实现方法。建模仿真和地面测试系统测试结果表明:该设计具有低硬件开销、低功耗和高可靠性的优点。存储系统的数据总容量达512 Gb,有效数据吞吐率为700 Mb/s,能够满足航天器固态存储控制器对大容量数据控制和高数据吞吐量的设计需求。     

增量式神经网络聚类算法

神经网络模型具有强大的问题建模能力,但是传统的反向传播算法只能进行批量监督学习,并且训练开销很大。针对传统算法的不足,提出全新的增量式神经网络模型及其聚类算法。该模型基于生物神经学实验证据,引入新的神经元激励函数和突触调节函数,赋予模型以坚实的统计理论基础。在此基础上,提出一种自适应的增量式神经网络聚类算法。算法中引入"胜者得全"式竞争等学习机制,在增量聚类过程中成功避免了"遗忘灾难"问题。在经典数据集上的实验结果表明:该聚类算法与K-means等传统聚类算法效果相当,特别是在增量学习任务的时空开销方面具有较大优势。     

基于镜像的高可用数据对象布局算法

镜像是提高数据可用性的流行方法。借鉴RAID的方法,在算法一级实现数据的冗余分布,提出基于镜像的高可用数据对象布局算法。在数据对象和存储节点失效时,利用冗余数据重构数据对象和存储节点,有效保证存储系统的高可用性。采用马尔可夫激励模型对存储系统进行定量的可用性分析,计算结果表明该方法是有效的。     

一种优化神经网络映射算法——吸收算法

本文揭示了神经计算的本质──并行分布处理,并以此为基础提出了时间步的概念。分析了映射算法的两个重要概念──负载均衡和通讯开销,并提出了映射分配准则。在神经网络的映射分配中引入图论的有关思想,提出了一种优化的神经网络映射算法──吸收算法。最后给出了重要的试验结果,这些数据表明吸收算法是一种有效的映射算法。     

闪存阵列的可重构策略

利用低延迟、低功耗、高可靠的闪存芯片构建闪存存储阵列是实现高性能存储系统的有效手段。但应用传统磁盘阵列技术构建闪存存储阵列,会引入磨损均衡、校验数据更新频繁导致阵列生命周期降低等问题。针对闪存固有的读写特性,设计实现了一种基于NAND Flash的高性能磁盘阵列机制——基于缓存的可重构磁盘阵列策略。该机制采用可重构条带的思想,利用存储等级的内存作为缓存,对数据顺序重组。实验结果表明:该策略能够有效降低垃圾回收开销,提高闪存阵列的性能和使用寿命。     

2014nccet：闪存阵列的可重构策略

利用低延迟、低功耗、高可靠的NAND Flash构建闪存存储阵列是实现高性能存储系统的有效手段。但应用传统RAID技术构建闪存存储阵列,会引入磨损均衡,校验数据更新频繁导致阵列生命周期降低等问题。针对闪存固有的读写特性,设计实现了一种基于NAND Flash的高性能RAID机制——基于缓存的可重构RAID策略（Cache-Based Reconfigurable RAID,CBR-RAID）。该机制采用可重构条带的思想,利用非易失存储器SCM（Storage Class Memory）作为缓存,对数据顺序重组。实验结果表明该策略能够有效降低垃圾回收开销,提高闪存阵列的性能和使用寿命     

多核处理器验证中存储数据错误快速定位机制

提出并实现的一种数据错误快速定位机制(Fast Fault Location Mechanism,FFLM)面向多核处理器存储系统的功能验证,FFLM基于硬件仿真器构建多端口存储器黄金模型,通过在仿真过程中实时监控存储系统与处理器核之间的访存报文,在线比较被测系统访问真实存储器的数据与黄金模型中的对应数据是否一致,在错误数据从存储系统送入处理器核的时刻就能够发现数据错误。与传统方法相比,FFLM具有仿真速度快、硬件资源代价低以及定位错误时间短的优点。对自主设计的CMP-16多核处理器进行仿真时的统计数据表明:使用FFLM后定位数据错误的速度能够比未使用FFLM时平均提高6.5倍。     

基于准循环双对角阵的LDPC码编码算法

针对校验矩阵形如准循环双对角阵的结构化LDPC码,对比研究了两类高效的编码算法:矩阵分解编码算法和分项累加递归编码算法,证明了两类算法从实现角度是等价的,但分项累加递归编码算法推导更为直观,且便于硬件并行实现。基于分项累加编码算法,提出了一种适合准循环双对角LDPC码的部分并行编码结构,设计实现了IEEE 802.11n标准中的LDPC码编码器。FPGA实现结果表明,所设计的LDPC编码器具有硬件开销较小、吞吐率高的优点,在码长为1944bit、码率为5/6时信息比特吞吐率最高可达13Gbps。     

改进蚁群算法在DSR路由协议中的应用

针对移动Ad hoc网络节点移动频繁和单路径DSR路由协议不能均衡负载、网络健壮性低以及蚁群算法存在局部查询最优的问题,提出一种改进的蚁群算法,并把改进的蚁群算法应用到单路径路由协议DSR,设计出基于蚁群算法的多路径路由协议IDSR,通过仿真实验,从影响Ad hoc网络路由协议性能优劣的3个主要指标来比较IDSR、DSR路由协议和SMR路由协议的性能,实验结果表明,虽然改进协议IDSR路由开销比DSR、SMR稍有增加,但分组的投递率和平均端到端延时性能都有明显提高。     

分布式计算环境下的栅格数据存储策略

针对传统的栅格数据存储策略不能满足分布式计算环境下粗粒度数据访问需求,应对海量栅格数据计算时效率低下的问题,结合分布式文件系统的存储特点,同时考虑地图代数算子在Map/Reduce阶段以栅格瓦片为单位的计算特点,提出一种基于Hadoop分布式文件系统的栅格瓦片存储策略。围绕栅格数据瓦片分割、压缩瓦片数据组织与存储、分布式文件输入输出接口改进等方面对该存储策略加以实现,并使用基于该存储策略的地图代数局部算子的分布式计算流程加以验证。理论分析与实验结果表明,该策略能够显著提高分布式计算环境下空间分析算子的运算速度。     

分布式储能技术的探索与实践

文章阐述了分布式储能技术的重要意义,介绍了分布式储能技术在经济社会可持续发展重要领域——能源互联网发展中的重要地位,并对分布式储能的技术形态与载体进行了分析,最后以信息网络重要组成部分——数据中心为应用场景,对分布式储能技术的实践进行了探讨。     

适用于云计算的多接收方代理重加密方案

在云计算环境下,绝大多数信息处理和存储都被转移到云中心,用户终端的计算和存储能力将逐渐弱化。本文针对这一趋势,提出一种适用于云计算的多接收方代理重加密方案,充分利用云中心的分布式计算能力,使用随机数重用和密文聚合技术,大大降低了计算和传输负担,实验表明本方案具有较高的效率。     

战时交通运输路径优化研究

以战时交通运输路径优化问题为研究对象,分析问题特点,考虑多式联运,以运输时间代价、运输费用代价、路段和运输节点的危险性代价为优化目标,建立起广义运输代价最小的运输路径优化模型,并设计了蚁群算法来求解问题模型。给出的算例表明,文中模型符合战时交通运输的特点和实际需要,可为确定战时运输路径提供决策支持,而采用的蚁群算法是求解该问题的一种有效方法。     

全球气象资料客观分析系统的分布式并行计算

对已有的串行算法进行并行化 ,是一项很困难的工作。通过对全球气象资料客观分析系统串行算法的研究 ,提出了一种静态分配数据的分布式并行算法。该算法通过间隔选取分析盒子和模式格点纬圈行 ,将数据分配给不同的处理机实现分布式并行。该并行算法负载平衡好 ,并行效率高 ,而且并行化代价较低 ,具有良好的可扩展性。     

Evaluating cost and reliability integrated performance of stochastic logistics systems

The significance of integrating reliability into logistics performance has been established [The Logistics Performance Index and Its Indicators, World Bank International Trade and Transport Departments, (2010)]. Hence, as a response to the work by the World Bank, the present article aims to evaluate the performance index R_b,d of logistics systems as the probability that a specified demand d can be distributed successfully through multistate arc capacities from the source to the destination under the constraint that the total distribution cost should not exceed the cost limitation b. This article provides a pioneering approach for a straightforward computation of the performance index R_b,d. The proposed algorithm is a hybrid between the polynomial time capacity‐scaling algorithm, which was presented by Edmonds and Karp [JACM 19 (1972)], and the decomposition algorithm, which was presented by Jane and Laih [IEEE (2008)]. Currently, the proposed approach is the only algorithm that can directly compute R_b,d. An illustration of the proposed algorithm is presented. The results of the computational experiments indicate that the presented algorithm outperforms existing algorithms. © 2012 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics, 2012     

基于案例的推理在舰船维修费预测中的应用

针对市场经济条件下舰船维修费预测不确定性越来越大的问题,提出了一种基于案例推理的舰船维修费预测模型。首先,利用修船厂的历史数据,采用特征向量表示法构建舰船维修费案例库;其次,为提高案例检索效率,采用组合模糊聚类算法建立舰船维修费案例的分类索引结构,并提出基于最近邻法的两步检索策略检索相似案例;最后,采用加权平均法对相似案例进行修改以获取预测值,同时采用主动学习策略保存当前案例并更新案例库。实例仿真结果表明:与传统舰船维修费预测模型相比,基于案例的推理模型具有更高的预测精度,所提模型是有效的。     

一种面向关键属性更新的优化数据一致性算法

规模巨大且分布性强的P2P系统可能导致部分数据副本发布的更新被长时间地延迟,从而降低Internet上资源定位的效率。针对关键属性更新的特点,提出一种解决关键属性更新冲突的优化数据一致性算法。算法中分离出用户提交的更新请求中关于关键属性的更新,在对关键更新冲突分类的基础上,采用更新缓冲预处理和关键更新表两层机制并结合最新写胜出和分而治之规则,优化关键更新冲突的发现和解决。关键属性更新的优化处理使得不会产生因为关键属性更新的延迟而降低系统基于关键属性的资源定位效率,满足面向Internet的P2P系统的要求。模拟测试结果表明该算法在一致性维护开销、资源定位开销与资源访问开销以及鲁棒性方面均具有较好的性能。     

Natural gas storage valuation and optimization: A real options application

In this article, we present an algorithm for the valuation and optimal operation of natural gas storage facilities. Real options theory is used to derive nonlinear partial‐integro‐differential equations (PIDEs), the solution of which give both valuation and optimal operating strategies for these facilities. The equations are designed to incorporate a wide class of spot price models that can exhibit the same time‐dependent, mean‐reverting dynamics, and price spikes as those observed in most energy markets. Particular attention is paid to the operational characteristics of real storage units. These characteristics include working gas capacities, variable deliverability and injection rates, and cycling limitations. We illustrate the model with a numerical example of a salt cavern storage facility that clearly shows how a gas storage facility is like a financial straddle with both put and call properties. Depending on the amount of gas in storage the relative influence of the put and call components vary. © 2009 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics 2009