Adaptive importance sampling for extreme quantile estimation with stochastic black box computer models

Quantile is an important quantity in reliability analysis, as it is related to the resistance level for defining failure events. This study develops a computationally efficient sampling method for estimating extreme quantiles using stochastic black box computer models. Importance sampling has been widely employed as a powerful variance reduction technique to reduce estimation uncertainty and improve computational efficiency in many reliability studies. However, when applied to quantile estimation, importance sampling faces challenges, because a good choice of the importance sampling density relies on information about the unknown quantile. We propose an adaptive method that refines the importance sampling density parameter toward the unknown target quantile value along the iterations. The proposed adaptive scheme allows us to use the simulation outcomes obtained in previous iterations for steering the simulation process to focus on important input areas. We prove some convergence properties of the proposed method and show that our approach can achieve variance reduction over crude Monte Carlo sampling. We demonstrate its estimation efficiency through numerical examples and wind turbine case study.     

面向大规模集群并行I/O的用户层配置优化策略研究

近年来,大规模并行场景下的I/O性能越来越受到应用科学家的关注。影响应用I/O性能的关键因素主要有三个层次：包括应用的I/O接口实现、体系结构和文件系统组件的性能以及应用的I/O参数配置。本文从应用I/O配置优化的视角,分析了大规模集群并行I/O的配置调优空间,在此基础上,给出了一套大规模集群并行I/O性能特征测试分析方法,基于该方法,在某国产超级计算集群上开展了一系列I/O测试分析来刻画系统的I/O性能特征,进而指导并行应用程序的I/O配置优化。基于优化后的配置参数,在两类典型的并行I/O场景中,针对某类生产应用程序,8192进程下的重启动数据写操作时间下降了15%,4096核的程序作业加载时间从10分钟缩短到了5s。本文提出的I/O配置调优空间及优化方法,可以推广应用到其它同类系统平台,对于大规模集群上的用户层并行I/O配置调优具有借鉴意义。     

GSVM:一种支持Gather/Scatter的向量存储器

宽单指令多数据流(Single Instruction Multiple Data, SIMD)架构数字信号处理器一般都能高效支持地址连续或等距跨步等规则应用的向量访存,但对于科学与工程计算中广泛存在的不规则应用的数据访存则带宽利用率往往较低,从而大幅降低了其整体运算能效。为了提高不规则应用的向量访存性能,基于某SIMD数字信号处理器的体系结构,设计了一种支持Gather/Scatter访存的向量存储器GSVM。通过设计与SIMD宽度相匹配的向量地址计算单元和合适深度的冲突缓冲器阵列,实现了Gather/Scatter指令向量地址计算、仲裁与缓存的全流水访存操作。实验结果表明,相比以前不支持Gather/Scatter访存的存储器,GSVM在增加22%的硬件代价基础上,基于稀疏矩阵向量乘的测试程序集获得了2～8的性能加速比。     

在线学习的主用户仿冒攻击策略

在认知无线网络中,次用户通过频谱感知来学习频谱环境,从而接入那些没有被主用户占用的频谱空隙。事实上,多种恶意攻击的存在会影响次用户频谱感知的可靠性。只有深入研究恶意攻击策略,才能确保认知无线网络的安全。基于此,研究了一种认知无线网络中的欺骗性干扰策略,即主用户仿冒攻击策略,该攻击策略通过在信道上传输伪造的主用户信号来降低次用户频谱感知的性能。具体来说,将攻击策略问题建模为在线学习问题,并提出基于汤普森采样的攻击策略以实现在探索不确定信道和利用高性能信道间的权衡。仿真结果表明,与现有的攻击策略相比,提出的攻击策略能更好地通过在线学习优化攻击决策以适应非平稳的认知无线网络。     

基于实际飞行数据插值的INS/GNSS组合导航仿真轨迹发生器

针对INS/GNSS组合导航仿真中,捷联惯导系统陀螺、加速度计信号高精度模拟问题,提出了基于实际飞行数据插值的动态轨迹解析生成仿真算法。对转换到地心惯性坐标系中的载体姿态、位置和重力场数据进行关于时间的样条函数插值,得到载体坐标系下陀螺角速率、角增量以及加速度计比力积分增量的高精度分段解析表达式。使生成的陀螺、加速度计信号符合载体运动学和动力学特性,反映杆臂效应影响,同时与经事后处理的实测GNSS伪距、伪距率等数据特征保持一致。提出了四元数约束插值算法,可满足四元数解析插值时范数为1的约束限制条件。基于某实际无人机飞行数据,验证了所提出算法的有效性,完全满足组合导航动态仿真精度要求。该算法也适用于其他高精度高动态导航系统和刚体运动控制仿真中的角运动、线运动传感器信号模拟。     

Programming challenges and impediments to reform: identifying pragmatic solutions

Using two recently published essays by the current writer that assesses the dismal record of performance of Planning, Programming, and Budgeting System in enabling communist legacy defence institutions in Central and Eastern Europe to develop viable defence plans, this essay argues the need for deep reforms in the region’s defence institutions. To guide this reform effort, pragmatic solutions are suggested to improve the ability of these organisations to produce viable defence plans. Recommended reforms are: (1) conduct conceptual and cultural “audits,” (2) make operational and financial data central to decision-making, (3) change current organisational sociology, (4) examine planning methods and practices, and (5) stress the need to adopt policy frameworks to drive the operation of defence institutions.     

基于HLA的海战场信息对抗仿真系统设计

海战场信息对抗仿真系统为海军信息作战理论与战法研究、信息作战装备的作战效果模拟提供了一种新的途径。在对体系对抗仿真的体系结构分析的基础上,给出了海战场信息对抗仿真系统的设计思想,提出了系统的功能和总体框架,并对其中的一些关键技术进行了分析和探讨。     

基于HLA的海战场信息对抗仿真系统设计*

海战场信息对抗仿真系统为海军信息作战理论与战法研究、信息作战装备的作战效果模拟提供了一种新的途径.在对体系对抗仿真的体系结构分析的基础上,给出了海战场信息对抗仿真系统的设计思想,提出了系统的功能和总体框架,并对其中的一些关键技术进行了分析和探讨.     

计算机应用系统体系结构及部署方法研究

描述了Client/Server和Browser/Server两大体系结构模式及其架构的软件体系思想,并通过实例重点介绍基于.NET平台部署B/S架构的实现方法。     

阅读理解测试中常用题型的对比研究

运用定量研究的方法,探讨阅读测试中多项选择、简答和正误判断三种题型与阅读理解能力之间的关系。研究设计中的受试者为390名武警学院的战士学员。统计程序使用SPSS对数据进行相关分析和回归分析。研究结果表明：多项选择、简答和正误判断三种题型都适合测试考生的阅读理解能力,但简答题是最有效的测试题型。