应用控制的Web服务器磁盘缓冲方法

针对大数据负载时磁盘I／O阻塞造成的Web服务器性能下降的问题，提出了应用程序控制缓冲（ACC）方法．其核心是，缓冲跟踪模块根据应用程序的文件访问过程来跟踪内核中的文件缓冲状态，缓冲控制模块进行缓冲替换和预取，保持文件缓冲有足够的空闲空间．这样，服务器可在用户空间控制文件缓冲，从而准确判断文件是否在缓冲之中，并依此来调度请求，以提高处理器和磁盘的I／O并行度．同时，服务器可采用适应自身特点的缓冲和预读策略，以提高缓冲的命中率．作为示例，将ACC在Flash服务器中实现，实现中选用了“金字塔选择”缓冲算法．实验表明，在大数据负载下使用ACC的Flash服务器性能有很大的提高，即便在数据负载稍大于物理内存空间的情况下，服务器的吞吐率仍可提高约24．4％，而当数据负载超出物理内存2～3倍时，吞吐率可提高3～4倍。     

一种适用于并行文件系统的高可用机制

针对并行文件系统文件数据分布存储的特性所带来的系统可靠性和可用性降低的问题,提出了一种提高并行文件系统可靠性与可用性的机制.该机制采用数据镜像技术,应用逻辑镜像环来指定存储节点间的镜像关系,使得一个存储节点既存储自身的数据,也作为其他节点的数据备份节点.该机制还可以通过调整镜像深度,以满足用户对文件系统不同级别的可靠性和可用性要求.同时,建立了马尔可夫链模型,以评估所提机制的可靠性和可用性.数学求解表明,在镜像深度为2时,应用该机制的并行文件系统发生数据丢失的平均时间大大提高,约为原系统的32倍.     

一个可容错并行文件数据存储模型

针对大数据量需求问题, 设计并实现了一个并行文件数据存储模型： 固定大小数据分片和有冗余数据放置模型. 该存储模型简单高效. 实验结果表明, 该模型能够对数据进行容错, 提高了文件数据的可用性.     

数据网格中存储I/O的SPN建模与性能评价

针对数据网格中存储资源的结构、协议和I/O模式的复杂性问题,分析了存储网络的并行存储I/O请求模型,采用随机Petri网(SPN)建立了SPN并行存储I/O传输的数学模型,描述了系统请求响应时间与系统负载、网络带宽和节点处理能力之间的关系,然后通过排队论进行了并行I/O的性能分析,最后归纳了影响存储网络系统I/O性能的因素,在并行策略和数据组织与分配等方面提出了提高整体存储性能的改进方法.为改进提高数据网格的整体存储I/O性能提供了有效的建模方法和具体的理论依据.     

GPU加速高性能计算平台上容器性能评估

容器是近年来新兴的虚拟化工具,可以实现资源和系统环境的隔离.容器能够帮助高性能计算应用程序将依赖打包进轻量级可移植的环境中,解决因软件配置无法在高性能计算资源上运行的问题.容器在虚拟化宿主机过程中具有性能开销,为了解GPU加速高性能计算平台上容器虚拟化技术的性能特征,使用标准基准测试工具对Docker容器进行了全面的性能评估,包括文件系统访问性能,并行通信性能及GPU计算性能.评估结果表明,在文件系统I/O开销及GPU计算开销方面,容器具备近乎原生宿主机的性能,容器的并行通信开销随着网络负载的增大而增大.在仅考虑性能的情况下,容器方案适用于通信负载不大的并行应用程序.     

互耦效应对天线阵单元间相关性的影响

分析了互耦效应对多天线性能的影响,通过网络等效分析法对天线模型进行简化分析,得出阻抗矩阵和收发端的耦合矩阵。推导出互耦效应时天线阵元空间相关性的通用表达式,并论证了它与无互耦时空间相关性的关系。研究了互耦效应分别对平行天线阵列和共线天线阵列阵元间空间相关性的影响。仿真分析表明,互耦效应对于两种天线阵列的影响显著不同,适当的选择天线阵列可以有效地改善互耦效应对于系统性能的影响。     

Coupling methods of global climate models and regional climate models

The future climate dynamical downscaling method is that output of general circulation models (GCMs) is employed to provide initial conditions,lateral boundary conditions,sea surface temperatures,and initial land surface conditions to regional climate models (RCMs).There are two methods of downscaling:offline coupling and online coupling.The two kinds of coupling methods are described in detail by coupling the Weather Research and Forecasting model (WRF) with the Institute of Atmospheric Physics of Chinese Academy of Sciences Atmospheric General Circulation Model Version 4.0 (IAP AGCM4.0) in the study.And the extreme precipitation event over Beijing on July 21 2012 is simulated by using the two coupling methods.Results show that online coupling method is of great value in improving the model simulation.Furthermore,the data exchange frequency of online coupling has some effect on simulation result.     

强磁选过程优化运行的智能设定控制方法

赤铁矿强磁选优化运行过程中,工艺指标精矿与尾矿品位难以在线实时检测,而且这两个工艺指标与底层回路控制器的漂洗水流量、励磁电流和给矿浓度等关键过程变量之间存在强非线性、强耦合、时变等动态特性,很难建立精确的数学模型,因此常规的基于数学模型的控制方法难以应用.针对上述问题,本文融合数据与知识的方法,提出了一种智能设定控制方法,其中包括基于案例推理的回路预设定模型、基于主元分析与RBF神经网络的品位软测量模型以及基于规则推理的动态补偿模型.该方法通过响应边界条件的变化,自动在线调整适宜工作点.工业试验表明该方法可有效提高精矿品位,降低尾矿品位.     

一种有效的并行文件系统容错方法

在分析导致I/O节点失效主要原因的基础上, 提出一种有效的并行文件系统容错方法： 子文件循环冗余备份. 该方法保证了I/O节点失效时并行文件的正常访问, 提高了并行文件系统的可靠性和有效性.     

钢管混凝土叠合柱单面受火性能分析

基于ABAQUS有限元分析平台,对钢管混凝土叠合柱单面受火下的耐火性能进行系统的研究。合理确定钢材和混凝土的热工参数和热力学性能参数,利用热-力耦合分析方法,建立钢管混凝土叠合柱的温度场和力学分析模型;利用现有相关试验数据对模型进行验证,二者符合较好。在此基础上,对钢管混凝土叠合柱单面受火时的温度分布、耐火性能、破坏模态以及钢管与核心混凝土及外部钢筋约束混凝土之间接触性能的变化进行研究,为完善钢管混凝土叠合柱耐火性能分析的理论体系提供基础。     

基于网络环境的并行文件系统NPFS的设计与实现

介绍一种基于网络工作站群的并行文件系统ＮＰＦＳ的概念设计,描述该方案的具体设计与实现．ＮＰＦＳ利用ｍｅｓｓａｇｅ－ｐａｓｓｉｎｇ库提供了一个在网络环境下或多处理机环境下可移植的并行文件系统,有效地解决了并行处理中的Ｉ／Ｏ瓶颈问题．图１,参４．     

面向高性能计算的混合存储系统设计与实现

提出了一种采用RAM-disk的混合存储系统,在计算节点的并行文件系统的元数据服务器和对象存储服务器组件中设置不同用途的RAM-disk,用于缓存各种访问模式的文件并提高系统的读写性能.结果表明,采用RAM-disk的混合存储系统可以明显提高系统的读写性能,同时可提高系统的可用性和可维性.     

固定式刚性联轴器不对中弯扭耦合振动特性

以水轮发电机组固定式刚性联轴器平行不对中故障为研究对象,从动力学角度推导不对中机理,建立平行不对中弯扭耦合振动微分方程.基于该微分方程,理论上分析了弯振、扭振之间的相互影响;从转速、质量偏心、不对中量和阻尼系数等几方面进行弯扭耦合振动数值仿真.仿真计算表明:弯振与扭振通过固结于转子的偏心质量相互耦合;弯振主要包含工频成分,不对中越严重,工频所占比例越大.扭振包括极大的直流分量和少量倍频成分,过大的直流分量对机组安全不利.     

分布式文件系统性能研究

随着海量数据存储和I/O密集型应用的发展,I/O越发成为了分布式存储系统的性能瓶颈,分布式文件系统是解决I/O瓶颈问题的重要途径。如何系统地研究分布式文件系统的性能因子和优化方案,是一个重要研究课题。本文系统地阐述了分布式文件系统的性能研究现状,挖掘并分析了分布式文件系统的关键性能影响因子,为分布式文件系统的设计和性能优化研究提供支持。     

并行文件系统客户端缓存对系统I/O性能的影响

对浪潮天梭并行文件系统(LCTS-PFS)客户端缓存性能进行了测试,提出了多客户端访问、带客户端缓存的并行文件系统排队模型.分析了不同缓存命中率、不同缓存空间大小和不同文件长度情况下,客户端缓存对I/O响应时间的影响.分析结果表明:I/O响应时间随缓存命中率提高而减少且在有/无缓存情况下的I/O响应时间曲线存在唯一交点,在此交点之前无缓存情况下I/O响应时间小于有缓存情况,而交点之后结果相反;缓存命中率不发生变化时,缓存空间越大I/O响应时间越长;相比无缓存情况下I/O响应时间,若客户端请求生成率固定,则访问文件越大,缓存对I/O响应时间提升越少;若请求生成率发生变化,则相同缓存命中率情况下,访问的文件越大缓存对I/O响应时间提升越多.性能测试和理论分析一致.     

基于软件工程与多模块的工业图像在线处理系统

为了提高工业图像处理效率,通过开发一站式软件系统,设计了一种基于软件工程与多模块的工业图像在线处理系统。首先,开发一个基于图像帧文件联合存储的图像制式合并模块,将数百图像帧合并为一个便于传输和管理的大文件。然后,设计一种基于人机交互的图像浏览模块,实现图像特征标注与浏览。随后,结合线程机制与百度云OSS,开发上传模块,达到远程存储与分析的目的,并将图像分析模块与图文报告模块融合,自动给出工业图像分析结果。最后,基于QTcreator开发平台与QT语言编程来实现各个模块的功能。测试结果显示:与单一模块的图像处理系统相比,所提系统具有更好的在线处理性能,具备更高的作业稳定时间。     

基于多通道脑电信号模型的研究

首先构建基本神经元群落模型,对三种典型脑电波形进行仿真,在此模型基础上,将模型扩展至多动态神经元群落模型和多通道耦合神经元群落模型.在这两种模型研究中,通过改变模型的耦合参数来模拟不同耦合强度、不同耦合方向下的脑电信号,结果表明,通过调整模型中神经元细胞子群振荡器的权重系数,在多动态神经元群落模型中,模型输出的脑电信号更加丰富,可以低至δ波,高至γ波;在多通道耦合神经元群落模型中,随着耦合系数的增加,低频分量更加明显,当系数足够大时会出现低频单一谱峰.通过模拟针刺刺激,也证实耦合系数的增加能够增强脑电信号间的同步性.     

高性能并行计算机的发展及其在石油勘探中的应用

 高性能计算机是推动工业发展的重要工具和手段。本文综述高性能计算机发展的几个关键问题,阐明处理器的发展趋势正在过渡到新一代多核心异构并行计算系统过程中,其中多核心缓存设计和多核心异构编程模型设计是关键因素,云计算技术可能成为将来高性能计算的重要推动因素。最后,结合石油勘探中对计算机的需求,以CPU+GPU 的异构计算系统为例,阐明高性能计算的重要推动作用。并行算法的开发平台和程序设计方法是影响石油勘探中的高性能计算应用的主要瓶颈;磁盘I/O、高速网络和并行文件系统是制约高性能计算的重要因素。     

基于SSH模型的锯齿型边石墨烯纳米带电子能谱研究

利用SSH（Su-Schrieffer-Heeger）模型研究了2条聚乙炔链键与键平行和非平行结构耦合的电子能谱.两者的电子能谱与耦合强度之间有类似关系,但平行结构受耦合强度的影响更大些.在此基础上,将耦合链模型应用于锯齿型石墨烯纳米带的电子能谱计算,并给出了解析色散关系.同时,还研究了电子能谱与其耦合强度的关系,耦合越强,能带越宽.     

组合式变流器错时矢量调制技术及并联控制方案

通过剖析一种能够减小交流电流谐波的错时矢量调制(ISVM)技术,提出了一种具有较高可靠性和冗余性的新型组合式变流器主电路拓扑,并借助数学模型和等效电路对多变流器模块并联进行了重点研究,得到了一种简单适用的并联控制方案.仿真实验证明,错时矢量调制技术能够将系统的等效开关频率提高到单模块开关频率的 N 倍(N 为并联模块数),大大减小交流电流谐波;文中提出的并联控制方案能够实现各种负载情况下模块间的均流控制.