蓬勃发展的中国计算机事业

 中国的计算机事业起步于20世纪50年代中期，与国外同期的先进计算机水平相比晚了约10年。过去60年，经过广大科研人员艰苦卓绝的奋斗，中国的计算机科研能力取得了长足的进步，许多领域达到了国际先进水平，高性能计算机的研制水平达到了国际领先水平。本期《科技导报》组织了信息专题，一方面为读者梳理中国计算机事业发展过程中的重要事件，另一方面介绍中国在多个计算机领域的科研进展，希望能让读者对中国计算机事业有更好的了解。     

基于虚拟机的多个安全级别的日志生成方法

该文的研究目的是提高日志在计算机系统中安全,为数据追踪和分析提供数据的修改情况的可靠依据。与数据类似,日志也有不同的安全级别(SL)。当不同权限的访问者做日志分析、审计等工作时,需要不同SL的日志,可以用多个虚拟机(VM)得到多个SL的数据文件日志。为此,根据数据文件受保护程度,把它们隔离存放在多个SL的工作VM内。当数据文件被访问时,用虚拟机监视器截取每个访问操作,并在日志VM内生成相应的日志。由于工作VM的SL不同,对应的日志VM的SL不同,所得到的日志的SL也各不相同。当VM之间共享文件或者由工作VM向日志VM传递数据时,访问控制模块按规则控制数据的流向。在带有sHype的虚拟机监视器xen的基础上所做实验表明:用多个VM生成多级安全日志的方法对数据文件访问性能的影响比较低。     

面向全系统毁坏后的服务即时恢复技术

论述了一种全新的系统容灾保护方法，它脱离了传统基于数据保护的容灾保护思路，通过复制包括数据状态以及服务运行状态在内的全系统状态，并引入并行恢复的思想，最终达到了无论系统毁坏程度如何，都能保证服务即时恢 复的目的。同时，与传统技术相比，该技术还可独立于具体设备和应用，容易做到容灾资源的共享从而节省了容灾系统的建设成本。     

基于报备池和模版的网格记账溯源服务

提出一种网格记账溯源服务(Accounting Provenance Service,APS),针对网格记账数据的描述和获取,分别采用模版和报备池/动态报备组的方法,并分析APS在ChinaGrid中的潜在应用场景.研究结果表明,APS能将记账数据的采集独立于上层异构的记账策略,灵活地应用于各种记账背景,而且在记录单个网格成员记账行为的同时可以重现多个网格成员参与的分布式流程现场(如工作流作业的执行),提供记账事件的“溯源”功能,防止网格成员的虚假行为.     

大规模薄膜生长的格子MC模拟并行计算

基于1000×1000个原子的Ti薄膜淀积生长过程的模拟, 在分布式并行系统上提出了区域重叠划分和异步通信的有效并行计算策略, 并运用Monte Carlo方法实现了模拟真实沉积速率下的大规模薄膜生长的并行计算过程, 缩短了薄膜生长模拟计算时间. 实现的并行算法能够模拟比以前粒子数大得多的真实沉积速率下薄膜生长问题, 从而为运用计算机方法模拟薄膜生长提供了有效的手段.     

多级负载平衡系统的设计和实现

目前机群系统中采用的负载平衡多是在作业、进程和线程中的任一级实现，很少有采用多级负载平衡的系统，其原因是为了减少在实现负载平衡的过程中引入的通信开销。该文提出了一种结合作业级和进程级的多级负载平衡算法，通过采用动态多阈值的自适应负载收集技术以减少通信开销。实验结果表明，这种负载平衡方法能够有效地提高并行作业的运行性能。     

基于定位目录的元数据管理方法

元数据的访问性能和可扩展性是影响大规模存储系统整体性能的关键因素。该文提出了一种基于定位目录的元数据组织机制。该机制以定位目录作为元数据定位、负载评价以及元数据动态迁移的基础,保持了元数据的目录相关性,提供了较高的元数据访问的性能;在此基础上的负载评价方法以很小的开销反映操作历史信息的影响。测试数据表明,该机制可以提供良好的负载调节能力。     

SmartTree:异构网络环境下的应用层组播协议

在Internet环境下,应用层组播系统的效率受到用户能力异构性的影响,但是在组播结构建立时,结点的能力难以准确得知;因此,提出一个可以在组播结构建立后优化组播树的应用层组播协议SmartTree。在SmartTree中,用户先加入一个覆盖网络,然后组成组播树。在系统运行中,组播树结构依据结点的能力动态优化。高带宽用户的能力越来越多的得到利用,减小了组播源结点和用户结点之间的平均跳数和延时。模拟实验结果显示,第一次优化可以使用户结点的平均跳数减小28.2%。     

电力系统潮流并行算法的研究进展

随着高性价比可扩展集群并行系统的逐步成熟和应用 ,大规模电力系统潮流并行计算和分布式仿真成为可能。该文首先简要介绍了电力系统的潮流计算模型及基本算法 ,分析了算法中存在的困难。然后分析了 4类较重要的电力系统潮流并行算法 :分块法、多重因子化法、稀疏矢量法和逆矩阵法 ,同时讨论了这 4种潮流并行算法的基本原理和实用效果 ,比较了各种并行算法的优点和局限性 ,并指出基于集群系统的粗粒度区域分解潮流并行算法最具发展潜力。     

通用海量数据库性能测试系统的设计与实现

为客观反映数据库实际运行性能,设计一种可配置数据库性能测试标准,它能够针对具体应用数据库系统,建立相应的控制模型、数据模型和事务处理模型。控制模型描述数据库的运行模式,数据模型描述用户访问数据库的数据集合,事务处理模型描述用户访问数据库的行为模式。控制模型通过事务处理模型和数据模型组装动态SQL(standardquery language)语句,然后产生多个并发进程模拟大量实际用户访问数据库,以测试数据库的运行状况和性能。分析与实际测试结果表明,该系统能够根据实际应用系统配置数据库性能测试标准,较之目前国际上通用的固定模型测试标准如TPC-C等,更能够客观反映数据库实际运行性能。