计算机网络实践课程教学研究

探讨了开设“计算机网络”实践课程的必要性,研究了“计算机网络”实践课程的教学方法,制定了相应的教学方案,并将其应用到实际的教学中。该项研究对高校更深入的教学改革和创新人才的培养具有一定的意义。     

动态在线Map/Reduce流数据处理模型及作业拓扑管理协议

针对海量流数据的在线处理需求,提出一种不同于传统Map/Reduce流数据处理的系统模型Flexible workflow.该模型对workflow处理单元进行在线Map/Reduce并行化,实现了SPATE系统;同时为该系统定义一组关于作业的建立、管理和维护的通信规程,即拓扑管理协议.SPATE系统解决了在线Map/Reduce流数据处理过程中要求实时性及可扩展性的问题.实验验证了拓扑管理协议的有效性,拓扑管理协议能有效管理Flexible workflow流数据处理模型.     

数据云中基于启发式反向蜂群的虚拟机选择节能算法

结合数据中心中数据密集型作业的频繁读写数据特点,综合考虑CPU使用率和RAM使用率两个影响因素构建服务器能耗评价模型,并引入人工蜂群算法及启发式反向思想,将其应用于数据中心虚拟机迁移策略中的虚拟机选择环节,实现云计算中数据中心节能问题的优化.在CloudSim 3.0云计算模拟器中的仿真实验结果表明:该启发式反向蜂群虚拟机选择节能算法(ABCS)与最大最小时间(MMT)、随机选择(RS)和最小使用率(MU)3种经典虚拟机选择算法相比节能20%~25%,虚拟机迁移频率减少至5%以下.     

支持大规模流数据处理的在线MapReduce数据传输机制

针对流数据规模参差不齐、 流量动态变化且突发性较强的特点, 提出一种可伸缩的动态MapReduce计算模型, 支持大规模动/静态数据在线处理. 基于Event推送方式, 利用Netty底层异步通信方式等技术, 建立在线MapReduce数据传输机制, 进一步实现其原型程序, 解决了大规模分布式计算程序的快速在线传输和数据分发等问
题, 支持流数据动态分发机制, 为动态MapReduce模型提供支撑. 与HadoopOnline系统的传统Socket管道传送方式相比, 该方法能有效提高作业之间数据的传送效率, 从而提高大规模流数据处理的实时性.     

支持大规模地震探测数据快速可视化的云端数据缓存技术

首先, 基于云计算应用模式, 提出一种能有效利用云存储架构的双层缓存技术. 通过在客户端和服务器端建立分布式缓存, 能有效避免用户频繁访问远端数据, 为用户构建轻量级的客户端, 解决了目前地学数据可视化软件大量占用用户本地存储容量的问题. 同时服务器端也避免了多次访问云存储文件系统, 减少了大量的数据检索与加载时间. 其次, 提出一种ARLS(association rule last successor)访问预测算法, 根据用户的历史访问记录, 利用关联规则挖掘用户的访问模式, 对其访问行为进行预测, 进而提前加载数据, 提高缓存命中率, 解决了用户在可视化过程中不断移动兴趣区域, 频繁更换渲染数据的问题, 能有效应对用户具有多种访问模式的情况, 提高了预测准确率. 实验结果表明, 该云存储架构显著减少了本地资源消耗, 访问预测算法的准确率在最差情形下可达47.59%, 平均准确率达91.3%, 分布式缓存的平均缓存命中率达95.61%, 可有效支持云端大规模地震数据的快速可视化.     

地下多相流动数值模拟的GPU并行优化

针对减少模拟计算时间及提高问题求解规模问题, 基于设备编程架构(CUDA)将使用预处理的稳定双共轭梯度法在图形处理器(GPU)上实现, 并将其整合到TOUGHREACT软件中, 在GPU平台实现了对地下多相流动数值模拟问题的并行求解, 并给出了稳定共轭梯度算法中最耗时的两个操作稀疏矩阵向量乘积和向量内积计算的GPU平台实现及优化方法. 实验结果表明, GPU的使用对求解过程有良好的加速效果, 针对不同的网格规模进行多相流模拟实验, 达到了1.7~3.4倍的加速比.     

计算机网络课程研究型教学的研究与实践

探讨了开设“计算机网络”课程的必要性,研究了“计算机网络”课程研究型的教学方法,制定了相应的教学方案,并将其应用到实际的教学中。该项研究对高校更深入的教学改革和创新人才的培养具有一定的意义。     

基于Android的移动应用安全实验平台建设

针对移动应用安全领域教学科研的需要, 开发建设了移动应用安全实验平台。选择Android作为实验系统, 通过在计算机上创建虚拟机与智能设备相结合的方式构建实验单元, 再由多个实验单元通过高速网络连接而成整个实验平台。根据移动应用安全的特点制订了实验设计策略, 并依此策略设计了8个模块的24个具体实验, 涵盖了移动应用安全的3个层面; 以具体实验模块的应用为例介绍了平台的使用方法。实际应用表明, 移动应用安全实验平台的建设与应用满足了移动应用安全领域教学与科研的需求, 取得了较好的教学效果。     

DSR和AODV路由协议虚拟仿真实验平台设计

路由协议分析在无线通信中的路由选择、传输原理、及性能分析是无线网络实验教学的难点。该实验课程路由选择理论性强,传统实验教学方法效果较差,导致学生难于理解和掌握。基于AODV和DSR基本理论开发了无线路由协议虚拟仿真实验平台,支持通信结点个数设置、参数设置和结点通讯半径等信息设置。实验教学表明,该仿真实验平台可使学生更深入地理解和掌握无线路由选择理论,培养了学生在路由协议方面的实践动手能力,实验教学效果和质量得到了显著提高。     

跨域虚拟网络环境下虚拟机Live的迁移机制

针对跨域虚拟网络环境下虚拟机的在线迁移机制, 设计了支持虚拟机跨域通信的虚拟网络路由协议和控制虚拟机在线迁移的路由更新协议, 以支持虚拟机的跨域动态管理, 并基于流行虚拟化环境Xen, 完成了原型实现, 从而解决了虚拟机跨域的在线迁移问题, 实现了利用广域网络环境搭建动态虚拟化平台.