一种动态的客户端负载均衡机制

互联网应用的并发用户数量不仅多变并且这种变化常常不可预测．将系统容量配置为固定值的惯用做法在面临多变的请求时常常会导致两种结果,一种是因为配置过低而弓l起用户的不满,另一种则因为配置过高而造成计算资源的浪费．而通过运用云架构按需提供、按使用收费的能力,系统具有了实时地按需配置计算资源的能力．然而静态的客户端负载均衡方法作为一种主要的负载均衡技术很难适应云架构条件下更加易变的集群结构．本文提出了一种动态的客户端负载均衡机制．通过引入分布式的集群视图更新、控制流等技术,该机制在保持客户端负载均衡机制分布式、可伸缩性强的基础上,又为集群节点的动态加入与退出和负载均衡策略的动态调整提供了有效的支持．同时,本文分析了该机制在一个开源JEE应用服务器PKUAS中的关键实现问题,并通过实验从多方面验证了该机制的有效性．     

uClinux操作系统的移植

在高端产品中,越采越细的分工要求嵌入式系统面向特定的产品,专用硬件和应用软件相结合.uClinux作为开源操作系统是许多嵌入式产品的首选.它是专为无MMU的微控制器开发的嵌入式Linux操作系统.支持众多嵌入式处理器类型,具有完善的各类驱动支持.本文主要是针时具体的硬件系统,讨论了源代码的组织结构,概括分析了uClinux的进程管理,并对uClinux内核的启动过程和内存管理进行了源代码级的讨论.为移植做出必要的修改,并对其进行了成功的移植.     

面向分布式存储系统结构的OpenMP编译系统

OpenMP是目前面向共享存储系统结构的工业标准.与面向分布式存储系统结构的消息传递标准MPI相比,OpenMP规范具有易编程和支持增量并行等优点.如何有效地将OpenMP扩展到分布式存储系统结构且具有高性能是一直关注的热点.文中介绍一个面向分布式存储系统结构的OpenMP编译系统——KLCoMP.基于"部分数组共享"存储模型,为该编译器研发了基于过程间分析的共享数组识别算法、基于生产者/消费者关系的优化技术和针对非线性引用的通信生成技术.实验采用9个标准测试用例并覆盖计算流体力学、整数排序、分子动力学、地震模拟和计算化学等多个领域.通过与MPI版本进行对比表明KLCoMP版本具有与其相当的可扩展性.另外通过与国际同类编译器Omni+SCASH、LLCoMP和OpenMP(Purdue)翻译后程序进行性能对比表明,KLCoMP版本特别是对于非规则应用能够获得更高的效率.     

基于OpenMP的磁壳参数L值并行计算研究

辐射带研究中(L, B)坐标系把三维问题降为二维问题,大大提升了辐射带三维空间有限观测数据的利用率.L值是其中重要的参量之一,在粒子特性分析、航天器轨道辐射环境描述以及辐射带建模等研究领域应用十分广泛. L值由磁力线追踪积分计算而得,但地球磁场位型的复杂性导致磁力线追踪步长严格受限,造成单次追踪计算步数多.此外,不同空间位置处磁力线追踪路径和追踪距离随时空变化差异显著,造成多次L值计算之间相互独立、复杂度不一且无法简并,计算速度慢、效率低.为了提高L值的计算效率,本文采用OpenMP对目前广泛应用的L值计算程序实现单机多线程并行化,并分析了并行程序的加速比和效率.结果表明,并行后L值计算效率明显提高,当线程数量设置与系统最大线程数相等时(本文所用计算机系统线程数最大为8),并行效果最优,加速比范围为1.57～2.81,并行效率范围为19.63%～35.13%.计算过程中发现,线程间负载不平衡是影响并行效果的主要因素.为了提高并行加速比和效率,本文提出了一种表征L值计算复杂度的排序因子,并基于此提出了排序和重分配("sort"和"S"分配)的优化负载算法,对dynamic, sort+"S", sort+dynamic, sort+"S"+dynamic四种方式优化负载不平衡的效果进行了比对分析,结果表明sort+dynamic的效果最优,加速比范围为2.33～3.30,效率为29.13%～41.25%,优化效率提升了6.12%～9.50%.本文研究表明, OpenMP可以成功实现L值计算程序的并行计算,并提高L值的计算效率,针对负载不平衡的问题,采用sort+dynamic方式调节可获得最好的并行加速比和效率,为空间物理或其他领域类似大数据分析研究中效率提升提供了有益探索.     

一种面向高性能计算的自主众核处理器结构

随着半导体技术进步,众核处理器已广泛应用于高性能计算领域.近年来,在国家"863"计划、"核高基"重大专项等项目的支持下,我国高性能众核CPU的研发水平也取得了长足进步.本文介绍一种面向高性能计算的国产片上异构众核处理器结构,通过统一指令系统、统一执行模型和支持一致性的主存共享,实现异构核心的深度融合.本文主要介绍了该处理器面向"存储墙"、"功耗墙"和"可靠性墙"的优化技术体系.该处理器已完成集成了256个运算核心和4个管理核心的原型芯片设计,峰值性能超过1 TFlops.     

龙芯GS464E处理器核架构设计

龙芯GS464E是龙芯公司最新推出的高性能处理器核架构.在本文中,将介绍GS464E架构的核心特性.相比于之前的GS464架构,重点强化了访存性能和分支预测准确率,实现了MIPS DSP指令集和虚拟机支持,增大了处理器中各项队列的项数,并增大了Cache容量和TLB容量.访存子系统拥有3级Cache结构,每一级都采用LRU替换策略,可以支持多核缓存一致性协议.经过上述强化设计,GS464E处理器核已成为一个创新性的高性能处理器核架构.     

一种新的频谱共享模型

考虑认知无线电系统中多个主用户与单个次用户共享频谱的问题,提出了基于Cournot博弈的频谱共享模型.依次推导了基于Cournot与Bertrand博弈的频谱共享模型的静态纳什均衡,给出了动态博弈获取纳什均衡解的分布式算法,分别分析了只考虑主用户收益与考虑社会效益这两种情况中,信道质量与频谱的可替代性对两种博弈模型的影响,给出了它们的适用范围.最后通过仿真结果验证了本文模型的可行性.     

有色金属物性数据库面向服务的体系结构研究与设计

本文在分析目前流行的两层、三层网络数据库体系结构存在的问题的基础上,根据有色金属物性数据库的特点,提出一种基于SOA、多层、分布式体系结构应用开发模型.该模型着重解决以下几个方面的问题：利用软件开发新技术,提出了基于RIA的有色金属物性数据库客户端实现方式,吸取了＂胖客户端＂和＂度客户端＂的优点,解决了传统客户端部署或动态图形绘制等方面的问题 在模型中,增加了服务层,实现了系统服务的对外发布.解决了异构平台、跨系统的业务集成和重组 采用了服务器集群技术,动态的实现了负载均衡,优化了系统性能 改进了数据访问层,增加了O/R映射,屏蔽了下层数据库的细节信息,使系统能够架构在多种类型的数据库上,提高了系统的灵活性.     

多企业产量策略多维博弈研究

根据现实社会经济活动中多企业多维博弈现象，首先探讨多个企业关于具有需求替代性产品产量策略的静态和动态多维博弈问题，然后求出其多维均衡结果，并通过算例对比多维博弈与单独博弈的均衡结果。分析表明：在产量策略多维动态博弈中，领头厂商将选择更高的产量策略，获得比尾随厂商更多的利润，即领头厂商具有先动优势；多维博弈下的多维Nash均衡策略优于单独博弈下的Nash均衡策略。     

面向操作系统透明的动态内存半虚拟化技术

文中提出了动态半虚拟化方法(dynamic paravirtualization),它借用半虚拟化的方式,降低带硬件辅助支持的全虚拟化系统中的虚拟机陷出数量.在有硬件辅助的全虚拟化虚拟机管理器(VMM)下,由VMM在二进制代码层对客户操作系统(GuestOS)中频繁引起虚拟机陷出的那些热点指令进行替换、消除或合并虚拟机陷出.这种替换对GuestOS而言是透明的,GuestOS并不会感知到这些变动.文中重点关注降低内存虚拟化开销的动态内存半虚拟化方法(DMP).在VMM中实现了一套新的内存虚拟化管理机制,避免使用影子页表进行虚拟内存地址转换,并采用代码植入方法消除内存管理引起的虚拟机陷出.在采用IntelVT的KVM-54版本中实现了动态内存半虚拟化原型系统.实验表明,这种技术可以显著地减少页面中断导致的虚拟机陷出,从而降低其带来的系统开销.动态内存半虚拟化能够不修改GuestOS源代码也可达到半虚拟化的效果.