基于遗传算法的分布式数据库查询优化研究

在收益半连接研究基础之上,本文提出一种新的查询执行计划代价模型,它包括关系副本选择、查询多连接次序、操作站点的选择、数据的传输及数据局部处理等因素,准确地表示了分布式数据库查询执行代价,并且给出了解决基于此代价模型查询优化问题的遗传算法,实验结果表明,该算法有较好的寻优效果,更具有实际意义.     

数据库查询执行成本模型研究

在收益半连接的研究基础上,对查询执行代价模型进行研究,提出一种包括数据副本选择、多连接查询次序、操作站点选择、数据传输及局部数据处理等因素的代价模型,能准确地描述当前分布式数据库查询执行计划的代价,更具有实际意义。     

分布式数据库查询执行代价模型的研究

本文在收益半连接的研究基础上,对查询执行代价模型进行研究,提出一种包括数据副本选择、多连接查询次序、操作站点选择、数据传输及局部数据处理等因素的代价模型,能准确地描述当前分布式数据库查询执行计划的代价,更具有实际意义.     

列存储数据查询中的连接策略选择方法

列的连接策略优化是列存储数据查询中的重要问题。现有的列存储系统中,列的连接存在策略单一,缺少优化处理,无法满足复杂查询等缺陷。针对这些问题,提出一种连接策略选择方法。该方法首先定义简单规则过滤代价过大的查询计划,生成候选查询计划树。进而根据动态Huffman树原理提出动态优化树算法,对候选查询计划树中的查询执行顺序进行改进。根据列存储数据的特点,候选计划中每个连接节点的执行策略被归纳为两种:串行连接和并行连接。在此基础上构建代价估计模型,集中针对这两种连接策略进行代价估计和策略选择,从而以较小的时间复杂度获得优化的查询执行策略。     

列存储数据查询中的连接策略优化方法

列存储数据查询优化的重点是列的连接策略.现有的列存储系统通过存储的改变来简化列的连接,致使列的连接缺少查询优化处理,策略单一且无法满足复杂查询.在剖析现有连接选择策略的基础上,提出一种新的连接策略优化方法,即首先利用基于规则的优化方法为列存储数据查询制定优化规则,过滤不可能产生最优计划的候选计划;然后设计了基于代价的优化算法,根据动态Huffman树和左深连接树原理对查询执行顺序进行改进,进一步减少候选计划的规模;根据列存储数据的特点将候选计划中每个连接节点的执行策略归纳为串行连接和并行连接两类,并在此基础上提出代价估计模型,进而可针对这两种连接策略进行代价估计和策略选择.最后在SSB数据集上通过实验证明了方法在列存储数据查询中的有效性.     

MapReduce连接查询的I/O代价研究

数据的指数级增长给数据管理和分析带来了严峻的挑战.连接查询是数据分析中一种常用运算,而MapReduce是一种用于大规模数据集并行处理的编程模型,研究基于MapReduce的连接查询代价评估和查询优化,有着学术意义和应用价值.MapReduce连接查询算法的性能主要取决于I/O代价(包括本地和网络I/O),而I/O代价与数据集以及连接运算的特征参数相关,通过对二元连接的I/O代价评估可以优化多元连接执行计划.基于此,首先提出了二元连接查询的I/O代价模型;随后,对现有二元连接算法进行形式化定义和简单扩展,归纳出6种基于MapReduce连接查询算法,并通过算法白盒分析定义它们的I/O代价函数;最后,提出一种多元连接最优执行计划的选择算法.通过实验表明I/O代价模型的正确性且能够准确地反映算法的性能优劣.     

基于Mediato/Wrapper信息集成的查询优化研究

在对Mediato/Wrpper集成系统及其查询特点进行详细分析的基础上,针对涉及多个数据源的连接查询是使用频率较高且是查询代价最高的一种查询方式这一事实,确定了以全局连接查询为主要优化对象,并提出了用半连接方法来优化连接查询.在对半连接执行方案进行优化时,提出了半连接加权有向图的概念,并给出了针对半连接加权有向图的半连接执行方案的快速有效的优化算法.     

基于Mediator/Wrapper信息集成的查询优化研究

在对Mediator/Wrapper集成系统及其查询特点进行详细分析的基础上,针对涉及多个数据源的连接查询是使用频率较高且是查询代价最高的一种查询方式这一事实,确定了以全局连接查询为主要优化对象,并提出了用半连接方法来优化连接查询。在对半连接执行方案进行优化时,提出了半连接加权有向图的概念,并给出了针对半连接加权有向图的半连接执行方案的快速有效的优化算法。     

面向移动计算环境的单连接查询处理模式研究

在移动计算环境下，基于准确的操作代价估算结果来选择合适的连接查询处理模式，可以减少数据的传输量和移动设备的能量消耗。探讨了该环境下移动设备能量消耗的一个新的非对称特征，提出了一种操作代价估算方法，并从数据传输量和能量消耗两个方面对连接查询处理模式进行了代价估算和性能比较，提出了4个实用准则，以指导连接查询处理模式的选择。试验结果充分论证了估算方法和准则的正确性，且比现有同类估算模型和结论具有更加广泛的应用范围。     

一种均衡的移动云计算任务迁移决策算法

移动云计算可以通过任务迁移将计算复杂型应用从移动设备卸载至云端执行。然而,任务迁移涉及数据的无线传输,会导致传输延时和传输能耗。为了作出任务迁移的最佳决策,提出一种均衡的移动云计算任务迁移决策算法。算法将任务迁移决策问题建立为Lagrange乘子的非线性优化模型,模型同步考虑了任务迁移后的执行时间代价和执行能耗代价;为了更准确地求解迁移决策,设计一种考虑用户应用动态行为的统计回归模型进行任务执行时间的估算,从而获得时间-能耗均衡性能的任务迁移决策。利用N皇后问题和面部识别应用两种任务类型对算法进行了仿真测试分析。结果表明,在平均执行时间、执行能耗、预测准确性等方面,所提算法较对比算法均表现出较好的优势。     

实时以太网控制系统的功能块执行方法

为了提高实时以太网控制系统的运行效率和通信性能,在EPA（Ethernet for Plant Automation）确定性通信调度的基础上提出了一种功能块执行方法。该方法将现场设备中所有需要远程通信的功能块整合为功能任务,并且按照功能块执行与数据通信周期同步的原理确定了功能任务的执行规律：功能任务在单个通信宏周期中只能单次执行,当周期报文空窗期满足功能任务执行需求时,功能任务在周期报文传输任务结束时执行;当周期报文空窗期不能满足功能任务执行需求时,功能任务在非周期报文传输任务结束时执行。实验证明,该方法实现了系统中功能任务与通信任务的周期同步,避免了功能块的无效执行与数据的无效传输,提高了系统的运行效率和通信性能。     

A parallel execution method for minimizing distributed queryresponse time

Performance studies show that traditional semi-join processing methods are sometimes inefficient because of the storage and processing overhead. To remedy this problem, a new semi-join processing method, called one-shot semi-join execution is proposed. This method allows parallel generation of all the semi-join projections, parallel transmission of all the semi-join projections, and parallel execution of all the semi-joins. The authors apply this method to optimize the response time for processing distributed queries. A response time model is established, which considers both data transmission time and local processing time. Based on this model, an efficient query processing algorithm is developed and analyzed     

AGENT TCL: targeting the needs of mobile computers

Mobile computers have become increasingly popular as users discover the benefits of having their electronic work available at all times. Using Internet resources from a mobile platform, however, is a major challenge. Mobile computers do not have a permanent network connection and are often disconnected for long periods. When the computer is connected, the connection is often prone to sudden failure, such as when a physical obstruction blocks the signal from a cellular modem. In addition, the network connection often performs poorly and can vary dramatically from one session to the next, since the computer might use different transmission channels at different locations. Finally, depending on the transmission channel, the computer might be assigned a different network address each time it reconnects. Mobile agents are one way to handle these unforgiving network conditions. A mobile agent is an autonomous program that can move from machine to machine in a heterogeneous network under its own control. It can suspend its execution at any point, transport itself to a new machine, and resume execution on the new machine from the point at which it left off. Agent Tcl is a mobile agent system whose agents can be written in Tcl, Java, and Scheme. Agent Tcl has extensive navigation and communication services, security mechanisms, and debugging and tracking tools. We focus on Agent Tcl's architecture and security mechanisms, its RPC system, and its docking system, which lets an agent move transparently among mobile computers, regardless of when they are connected to the network     

一种适用于GPU图像处理算法的合并存储结构

大多数图像处理算法都可利用GPU进行加速以达到更好的执行性能,但数据传输操作与核函数执行之间的调度策略问题仍是桎梏加速性能进一步提升的主要瓶颈。为了解决这个问题,通常采用GPU任务流将核函数执行与数据传输操作进行重叠,以隐藏部分数据传输与核函数执行耗时。但是,由于CUDA编程模型的特性以及GPU硬件资源的限制,在某些情况下,即使创建较多的任务流用于任务重叠,每个流上仍会存在串行执行的任务,导致加速效果无法进一步提升。因此,考虑利用CSS将待处理图像进行合并从而将单个流中的算子核函数及数据传输操作进行合并,以减少数据传输操作和核函数执行的固定代价及调用间隙。通过实验结果可知,提出的CSS结构不仅能在单流的情况下提高GPU图像处理算法执行性能,在多流的情况下其加速性能也得到了进一步提升,具有较好的实用性及可扩展性,适用于包含较多算子操作或较小尺寸图像批量处理的情况。此外,提出的方法对图像处理算法的GPU加速提供了新的研究思路。     

基于GSM的制造执行系统信息传输平台

分析了当前制造企业信息化建设存在的一些典型问题和制造执行系统功能模型，提出了在制造执行系统中实现基于全球移动通信系统(GSM)和工作流程驱动的信息传输方式。对所提出的信息传输平台进行了开发，该平台可成功地解决信息系统之间的沟通不畅问题，能够对企业生产过程起到很好的监控作用，明显提高了企业的管理水平，该系统成功地应用于某制造企业的制造执行系统中，实践表明该平台具有很高的实用价值。     

生物启发的无线传感执行网络协同方法

本文针对无线传感执行网络(wireless sensor and actor network,WSAN),在昆虫生物种群协作机理的启发下,提出了一种WSAN协同方法,以改善网络传输可靠性、节能与执行效率.首先,针对传感器节点与执行器节点之间的协作,提出以信息传递能耗和剩余能量衡量中继节点选择概率的效能协同机制,以及包含区域中继、影响因子和学习因子3个保障单元的组织协同机制.进而,针对执行器--执行器间的协作,引入学习因子作为组织协同机制中的一个保障单元.最后,给出了算法执行的流程,并通过仿真验证了方法的优越性.仿真结果表明,采用本文提出的协同机制,不但优化了WSAN信息传递路径,而且在执行器节点间协作中选择优势节点参与信息处理和决策,降低了网络能耗,同时提高了网络执行效率.     

基于ZigBee协议的无线气象监测系统设计与实现

传统气象监测系统中的通信组网方式有成本高、部署困难、监测节点相互独立等缺点。为改善这些不足,文章以无线通信协议ZigBee为基础,实现了一个自组织、低成本、低功耗的无线气象监测系统。文章对TI公司的开源ZigBee协议栈Z-Stack进行剖析和介绍,分析了其核心OSAL操作系统的运行流程,添加了自定义的气象监测应用,实现了气象数据的传输监控。     

增强RSVP-TE协议下的可信连接建立方法

针对可信网络中亟需解决的可信连接建立方法展开研究,以增强型RSVP-TE可信连接控制协议为基础,结合可信度量、基于CPK的协议安全认证及可信路由等技术,提出了一种具备节点可信度、带宽和优先级保障的可信连接建立方法,最终为数据在网络中的传送提供高安全可信的信息传输服务。仿真实验结果表明,该方法能够灵敏准确地反映节点状态变化和恶意攻击,能够有效地保证网络连接的安全可信性,具有良好的动态响应和抗攻击能力。     

基于单片机负载控制的无人机电气设备监测系统设计

为深入分析无人机电气设备的电子负载性能,实现对传输电子量的合理性监管与控制,设计基于单片机负载控制的无人机电气设备监测系统;利用电气信号发生电路,构建负载网络控制器与以太网模块运行所需的电气设备负载环境,借助PCB监控板建立PLC扩展负载模块与核心监控主机之间的物理连接关系,实现无人机电气设备监测系统的硬件执行环境搭建;在此基础上,通过STM32型单片机移植协议,确定无人机电气设备通信主机的现有组态形式,联合已设定的监控任务有线级条件,实现监测系统的软件执行环境搭建,完成基于单片机负载控制的无人机电气设备监测系统设计;对比实验结果表明,基于单片机负载控制的无人机电气设备监测系统的电子负载量等级更高,阶段性时间内的电子量监控数值也相对更大,能够准确实现无人机电气设备负载监测。     

活动发射平台环境监测系统设计与实现

为解决以往发射平台上模拟仪表人工读取记录效率低下,无法远程监控且不能获取平台执行任务前后监控点关键数据的问题,提出了基于分布式远程监控技术的环境监测系统设计方法.采用分布式前端控制箱获取各传感器信号,设计双点双线的电气连接方法完成前端测控箱与信号转接箱之间的信号传输;使用冗余热备的CompactRIO终端进行实时系统下的数据采集、保存、阈值判断与报警输出;基于TCP/IP协议的前端上位机采用了模块化参数配置、区域数据回放的方法,实现实时曲线显示、数据库读写及历史数据回放等功能.采用了抗振及耐盐雾等防护技术,通过了发射平台各试验及发射任务的检验,为活动发射平台日常调试及执行任务提供了及时可靠的环境数据.