云计算系统虚拟机内存资源预留方法

为降低消费者租借云计算系统资源的开销,提出了成本约束的内存预留随机整数线性规划模型及方法。结合预留计划和按需计划的内存资源价格,设计包含成本及资源总量约束条件的随机开销函数,并以函数期望值最小化为目标,基于内存消耗量概率分布求出优化的内存预留量。试验表明,消费者利用该方法租借资源的开销比利用预留计划、按需计划及同类方法租借资源的开销更小。     

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。     

流编程模型下的存储一致性模型

在流编程模型下建立了一个新的存储一致性模型--流一致性模型,它比传统的释放一致性模型更加松弛.讨论了流一致性模型对程序设计和系统设计的要求,给出了一个正确的系统实现,并且指出流一致性模型的编程和实现并不比现有的一致性模型复杂.     

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。     

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。     

适应低时延业务需求的分布式可穿戴单兵作战信息系统

针对云计算应用在单兵作战系统场景下业务处理时延高、服务质量无法保障的问题,提出一种基于可穿戴计算的分布式单兵作战信息系统。利用士兵身上的可穿戴智能设备构建本地计算层,在作战地点就近处理计算数据,提供给士兵本地的信息处理与融合能力,并采用广义扩散负载均衡算法平衡各设备负载,降低业务处理时延;同时利用分布式计算的容错能力增强系统的可靠性。仿真结果表明,基于可穿戴设备的分布式本地网络架构能有效地降低作战任务的处理时延,同时增强系统的可靠性。     

科学计算可视化在水下可视化战场建设中的应用

科学计算可视化作为一门新兴应用科学,为水下可视化战场建设提供了一种新的表达手段。首先介绍了科学计算可视化的基本概念,然后通过对其在水下战场建设领域的应用举例,展现了科学计算可视化在该领域的应用前景及其对潜艇战术发展的巨大推动作用。     

Changing the paradigm: Simulation,now a method of first resort

Decades ago, simulation was famously characterized as a “method of last resort,” to which analysts should turn only “when all else fails.” In those intervening decades, the technologies supporting simulation—computing hardware, simulation‐modeling paradigms, simulation software, design‐and‐analysis methods—have all advanced dramatically. We offer an updated view that simulation is now a very appealing option for modeling and analysis. When applied properly, simulation can provide fully as much insight, with as much precision as desired, as can exact analytical methods that are based on more restrictive assumptions. The fundamental advantage of simulation is that it can tolerate far less restrictive modeling assumptions, leading to an underlying model that is more reflective of reality and thus more valid, leading to better decisions. Published 2015 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics 62: 293–303, 2015     

北斗静止轨道卫星信号盲区快速并行解算方法

北斗系统静止轨道卫星信号盲区解算方法复杂,串行计算耗费时间长,须在并行环境下利用更多的计算资源进行北斗盲区的快速解算。在分析北斗盲区解算原理与算法并行特征基础上,提出动态盲区影响域的并行解算方法。以栅格单元为并行粒度进行任务划分,实现了北斗盲区的高效并行解算。运用全国范围59景数字高程模型数据,利用8进程进行盲区并行解算,耗费时间约为5小时。实验测试结果表明:算法的并行效率随着进程数的增加有所衰减,但稳定在96%以上。其程序中间件已集成应用于高性能地理信息平台,应用效果良好。     

并行规约与扫描原语在ReRAM架构上的性能优化

规约与扫描是并行计算中的核心原语,其并行加速至关重要。然而,冯·诺依曼体系结构下无法避免的数据移动使其面临“存储墙”等性能与功耗瓶颈。近来,基于ReRAM等非易失存储器的存算一体架构支持的原位计算可一步实现矩阵-向量乘,已在机器学习与图计算等应用中展现了巨大的潜力。提出面向忆阻器存算一体架构的规约与扫描的并行加速方法,重点阐述基于矩阵-向量乘运算的计算流程和在忆阻器架构上的映射方法,实现软硬件协同设计,降低功耗并提高性能。相比于GPU,所提规约与扫描原语可实现高达两个数量级的加速,平均加速比也可达到两个数量级。分段规约与扫描最大可达到五个(平均四个)数量级的加速,并将功耗降低79%。