基于云计算的航天发射场业务网络体系架构

随着信息技术的不断发展，网络信息系统正不断向云计算、大数据不断演进。本文针对当前航天发射场网络体系存在的不足，结合信息技术发展趋势，提出了基于云计算的航天发射场网络体系架构设计。同时，结合航天发射场网络体系架构现状和实际，提出了首先实现发射场中心数据处理能力云化，再逐步实现发射场装备终端云化的演进策略，最终实现无中心化的分布式网络体系架构，将为有效解决航天业务信息系统体系弹性差、体系对抗能力弱等突出问题提供可选方案。     

多核异构冗余模型设计与可靠性分析

为进行电磁仿生研究,提高复杂电磁环境下控制系统运行的可靠性,在一种新型计算机系统结构框架的基础上,提出了多核异构冗余模型,设计了互关总线协议,实现了相应的容错策略,进而进行了异构双机冗余系统的实验,并利用马尔可夫过程模型分析了系统的电磁抗扰能力。实验表明,该模型能够有效地提高系统可靠性,满足相关仿生研究的设计要求。     

机动条件下的公共计算平台研究

针对未来战术机动系统的作战要求,利用面向服务技术体制(SOA),结合段集成机制,提出了构建机动系统的轻量级公共计算平台。平台从层次上划分为系统服务层、核心服务层、基础服务层和公共应用服务四个层次,每个层次通过编程接口向上层提供服务,以支持机动系统的动态演化、灵活配置、动态部署与系统间的互操作和信息共享。     

基于新型非易失内存的远程零拷贝文件系统

为提升物联网与边缘计算应用中前端节点间的数据访问效率,提出了一种新型远程零拷贝文件系统。该文件系统无须借助特殊硬件,可直接基于通用网卡设备实现零拷贝的数据传输框架;充分利用新型非易失内存的随机访问特性,尽可能减少数据缓存和拷贝,提高数据访问的吞吐量。建立缓冲区池,精简并融合传统网络栈和存储栈,从而缩短文件访问路径,减少软件冗余,降低数据访问延迟。最终提供高带宽、低延迟的远程数据访问性能。测试结果表明,远程零拷贝文件系统比传统网络文件系统减少了42.26%～99.19%的读写延迟,细粒度访问下的吞吐量最高可提升1297倍,显著降低了处理器开销和缓存失效次数。     

高精度CFD程序的内外子区域划分异构并行算法

对计算流体力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)程序CNS提出一种Offload模式下对任务内外子区域划分的异构并行算法,结合结构化网格下有限差分计算和四阶龙格-库塔方法的特点,引入ghost网格点区域,设计了一种ghost区域收缩计算策略,显著降低了异构计算资源之间的数据传输开销,负载均衡时CPU端的计算与MPI通信完全和加速器端的计算重叠,提高了异构协同并行性。推导了保证计算正确性的ghost区域的参数,分析了负载均衡的条件。在"CPU(Intel Haswell Xeon E5-2670 12 cores×2)+加速器(Xeon Phi 7120A×2)"的服务器上测得该算法较直接将任务子块整体迁至加速器端计算的异构算法性能平均提升至5.9倍,较MPI/OpenMP两级并行算法使用24个纯CPU核的性能,该算法使用单加速器时加速至1.27倍,使用双加速器加速至1.45倍。讨论和分析了性能瓶颈与存在的问题。     

基于内外子区域划分的高阶精度CFD程序异构并行算法

对计算流体力学(CFD)程序CNS提出一种Offload模式下基于内外子区域划分的异构并行算法，结合结构化网格下有限差分计算和四阶龙格库塔方法的特点，引入ghost网格点区域，设计了一种ghost区域收缩计算策略，显著降低了异构计算资源之间的数据传输开销，负载均衡时CPU端的计算与MPI通信完全和加速器端的计算重叠，提高了异构协同并行性。推导了保证计算正确性的ghost区域的参数，分析了负载均衡的条件。在“CPU(Intel Haswell Xeon E5-2670 12 cores ×2)＋加速器(Xeon Phi 7120A ×2)”的服务器上测得该算法较直接将任务子块整体迁至加速器端计算的异构算法性能平均提升5.9倍，较MPI/OpenMP两级并行算法使用24个纯CPU核的性能，该算法使用单加速器时加速1.27倍，使用双加速器加速1.45倍。讨论和分析了性能瓶颈与存在的问题。     

Maintaining systems with heterogeneous spare parts

We consider the problem of optimally maintaining a stochastically degrading, single‐unit system using heterogeneous spares of varying quality. The system's failures are unannounced; therefore, it is inspected periodically to determine its status (functioning or failed). The system continues in operation until it is either preventively or correctively maintained. The available maintenance options include perfect repair, which restores the system to an as‐good‐as‐new condition, and replacement with a randomly selected unit from the supply of heterogeneous spares. The objective is to minimize the total expected discounted maintenance costs over an infinite time horizon. We formulate the problem using a mixed observability Markov decision process (MOMDP) model in which the system's age is observable but its quality must be inferred. We show, under suitable conditions, the monotonicity of the optimal value function in the belief about the system quality and establish conditions under which finite preventive maintenance thresholds exist. A detailed computational study reveals that the optimal policy encourages exploration when the system's quality is uncertain; the policy is more exploitive when the quality is highly certain. The study also demonstrates that substantial cost savings are achieved by utilizing our MOMDP‐based method as compared to more naïve methods of accounting for heterogeneous spares.     

军事仿真训练系统体系架构改进研究

现有军事仿真训练系统多基于传统C／S架构进行体系设计，在大规模战术训练仿真部署时，存在并发访问能力弱、可靠性差等问题。通过对仿真系统的体系架构进行研究，结合云计算技术提出增加访问控制服务器、仿真数据共享服务器以及仿真引擎虚拟化等改进方式，并通过对比分析，总结了三种方式对仿真训练系统的可扩展性、并发访问性以及数据可靠性等方面能力优化和提升的异同，并提出仿真训练系统传统体系向云计算体系逐步过渡的思路。     

Modeling and realization of real time electronic countermeasure simulation system based on SystemVue

In this paper, we proposed a new design scheme of real time electronic countermeasure simulation system. This paper mainly expounds the modeling and realization methods of each part of the whole simulation system, and the real-time property of system has been lucubrated. Electronic countermeasure simulation system is the key part of military training of individuals; it can also allow the realistic evaluation of the performance of modern equipments and techniques. As a proof, we have drawn up a series of simulation scenarios, such as radar electronic reconnaissance simulation scenario, to explain the feasibility and the superiority of our modeling scheme in this paper.     

移动计算终端多途径自适应的信息传输设计

以移动计算系统的网络传输为背景,提出了系统多途径自适应信息传输设计.此设计根据传输信息类型和网络传输途径的状态,按照一定的规则,自动选择一种传输途径进行传输.用户只需简单地参与或者无需参与,即可完成多途径传输任务.与全人工的多途径选择传输相比,此设计提高系统传送信息的效率.