基于虚拟化技术的仿真系统容错优化方法

节点崩溃或者仿真资源不足导致的分布式仿真系统故障,降低了仿真系统可靠性。为保证系统容错效果,降低容错开销,提出了一种基于虚拟化技术的仿真系统容错方法,按照系统故障发生的位置,对不同类型故障动态采用不同类型的容错策略。分析了检查点容错策略的优化方法,给出了最优设置间隔;结合虚拟化技术的优势,解决了副本容错策略的节点选择、副本数量以及位置分布问题;同时,引入基于虚拟机迁移的容错策略,并将其作为检查点容错策略和副本容错策略的补充,以降低容错开销。通过仿真实验数据对比,分析了动态容错策略与普通容错策略的性能,可知动态容错策略保证了系统容错性能,容错开销也保持在较低水平。     

一个基于收益与开销的作业选择策略

本文介绍了作者研制的负载平衡系统ILBOT(intelligent load balancer based on on-line tracing)的作业选择策略,该策略考虑了不同的负载环境对不同类型的作业响应时间的影响,并以此为依据来估算作业转移的收益与开销，将一个基于收益与开销的新的选择策略用在负载平衡算法中.性能测试的结果表明，使用该策略能较好地缩短作业的平均响应时间和提高资源的利用率.     

一种应用部件可动态规划的MA模型

移动agent(MA)系统的通信开销会影响系统执行性能,但由于产生系统通信开销的主要部分集中在MA之间,而MA间的通信量因为受多种因素的影响无法用统一模型进行量化,因此没有一个适用的办法可以减少系统开销．因此从产生系统开销的另一个方面入手,即减少系统中分布式驻留的应用部件间的通信量也是一个可行的办法．构建一个可移动部件和固定部件分离的MA系统模型,并在此基础上使用了健壮性有所增强的Avrampopoulos资源定位策略．     

车联网环境下基于多策略访问树的安全访问控制算法

车联网环境下传统的资源访问控制技术效率较低且存在安全隐患。因此，提出了一种创新性多策略访问树算法的资源访问控制方案。该方案将传统的单策略访问树改进为多策略访问树，实现多级策略制定，有效提高策略访问效率，实现对资源的细粒度访问。同时，通过引入拉格朗日多项式秘密值恢复机制，将秘密值与授权令牌结合，解决了车联网访问控制授权的安全性问题。通过安全性分析证明了所提方案具有身份匿名性和消息不可否认性；性能分析的结果表明，与其他方案相比，该方案采用了多策略访问树存储策略，在策略执行系统中的存储开销较小；且随着该方案的策略匹配效率提高，计算开销明显变小，说明了该方案适用于在车联网环境下的安全、高效的资源访问控制。     

基于边缘计算的新型任务卸载与资源分配策略

针对移动边缘计算（MEC）中密集型任务卸载时，系统开销较大和延时抖动明显的问题，提出一种新型资源分配策略。首先在系统时延约束下，分析了系统任务执行开销与终端设备的资源分配机制；其次建立了基于计算卸载和任务分配的联合凸优化目标；最后采用拉格朗日乘子法进行迭代更新得到最优解。仿真结果表明，所提任务卸载与资源分配方案在保证用户服务质量的同时降低了任务执行开销，并有效提升了MEC系统性能。     

医疗云平台资源调度策略研究

针对云平台中资源调度策略过于简单,不能有效适应医疗业务需求的问题,分析不同医疗系统对资源的不同需求,以此为根据提出IB-Choose资源调度策略。基于Open Stack平台构建包含医生诊疗系统、实验科检验系统和影像归档系统的医疗云平台,并在该平台上实现IB-Choose策略。实验结果表明,与Open Stack默认资源调度策略Chance相比,IB-Choose可将启动虚拟机的服务时间缩短25%~30%,同时减少云资源开销并提高其利用率。     

Heron环境下基于实例重分配的传输负载优化策略

作为新一代大数据流式计算框架,Heron忽略了任务实例之间不同通信方式的差异以及节点资源利用率不均衡的问题导致系统性能下降。针对这一问题,设计了节点资源限制模型、通信开销优化模型和实例数据流关系模型,并在此基础上提出了Heron环境下基于实例重分配的传输负载优化策略(transmission load optimization strategy based on instance reallocation in Heron,TLIR-Heron)。该策略包括节点资源限制算法和实例重分配算法,通过判定实例重分配条件并执行重分配算法将节点间数据流转换为节点内数据流,从而降低通信开销。实验结果表明,在三组拓扑测试下,TLIR-Heron相较于Heron默认调度策略能够降低节点间通信开销和系统的计算延迟,并提升了计算节点资源利用的均衡性。     

基于替代的嵌套事务夭折策略*

在支持功能替代的实时事务模型中,实时事务调度分为内部调度和外部调度两级,同时也改变了事务夭折模式。高性能的夭折策略有利于提高事务的成功率,减少不必要的资源开销。研究针对基于替代的事务模型,以及与事务两级调度策略相对应的两级夭折模式,并给出具体策略和算法。仿真实验结果表明,该方法能够较好地减少系统不必要的开销,提高系统成功率。     

Storm环境下基于拓扑结构的任务调度策略

针对Storm流式计算平台中默认轮询调度策略存在通信开销大、负载不均衡的问题,提出基于拓扑结构的任务调度策略（TS²）。首先,选取CPU资源充足且可用的工作节点并各分配一个进程,消除节点内进程间通信开销,优化进程部署;然后,分析拓扑结构,找出拓扑中度最大的组件,优先分配该组件的线程;最后,在满足节点可承载最大线程数的条件下,尽可能将关联任务部署到同一个节点来减少节点间通信开销,改善集群负载均衡,优化线程部署。实验结果表明：在系统延迟方面,与Storm默认调度策略和离线调度策略相比,TS²的平均优化率分别为16.91%和5.69%,有效提高了系统的实时性;在节点间通信开销方面,TS²相比于Storm默认调度策略平均降低了15.75%;在平均吞吐量方面,TS²相比于Storm默认调度策略平均提升了14.21%。     

一种适于移动计算的快速组合混沌加密方法

提出了用两种类随机性良好的混沌系统进行组合叠加产生混沌密钥信号的加密方案。该方案利用了混沌序列初值、系统参数和叠加系数的秘密性,算法高效快速、时空开销小。通过仿真实验分析,该系统能有效抵抗系统识别攻击,且密文加密效果好,非常适合于资源开销有限和实时性要求较高的安全通信场合。     

安全组播的Huffman层次密钥管理

密钥管理系统是安全组播的重要组成部分,而用户密钥存储量和密钥更新代价又是衡量密钥管理系统性能的关键因素.一个高性能的密钥管理系统应具有较小的用户密钥存储量和密钥更新代价.利用信源编码理论深入研究了基于用户概率模型的密钥管理问题,证明了采用密钥Huffman层次结构的密钥管理系统的平均密钥更新代价和用户密钥存储量最小,同时还推导得出了密钥层次结构的理论平均密钥更新代价和用户密钥存储量的下限.     

CM9500系列视频矩阵的应用研究

目前,CCTV图像监视系统已广泛应用于银行、电信、交通监控、智能大厦等领域。CCTV图像监视系统的核心部件为视频矩阵,对视频矩阵的控制通常都是采用专用的操作键盘来实现,监视系统缺少灵活性和扩展性,同时系统的造价也较高。本文以PELCO公司的CM9500系列视频矩阵为例,提出一种灵活、低成本的解决方案。     

基于QNX的飞控计算机外场测试设备开发研究

传统的飞控测试系统体积庞大,实现成本高,可移植性低。基于QNX的便携式飞控计算机外场测试设备体积小,实现成本低,可移植性高,为一种机型开发的系统,重新编译后即可应用于其他机型。详述了QNX嵌入式测控系统的开发过程及安装过程,并给出了测试数据。设备成功应用于某型无人机的试飞测试中,大大加快了该型无人机的研发进程,节省了研发费用。     

低成本差分GPS系统的设计与验证

介绍一种低成本的差分全球定位系统(价格在200英镑以内),系统利用ATme191EB55测试板及AT91M55800A处理器,建立了一种基于嵌入式设备的伪距差分GPS系统的设计方案,在满足实时性和稳定性的基础上,实验结果可以使定位精度提高至5 m以内.     

Optimal number of minimal repairs with cumulative repair cost limit for a two-unit system with failure rate interactions

A discrete replacement model is presented that includes a cumulative repair cost limit for a two-unit system with failure rate interactions between the units. We assume a failure in unit 1 causes the failure rate in unit 2 to increase, whereas a failure in unit 2 causes a failure in unit 1, resulting in a total system failure. If unit 1 fails and the cumulative repair cost till to this failure is less than a limit L, then unit 1 is repaired. If there is a failure in unit 1 and the cumulative repair cost exceeds L or the number of failures equals n, the entire system is preventively replaced. The system is also replaced at a total failure, and such replacement cost is higher than the preventive replacement cost. The long-term expected cost per unit time is derived using the expected costs as the optimality criterion. The minimum-cost policy is derived, and existence and uniqueness are proved.     

基于STC89C51RD的语音录放系统设计

利用STC89C51作为主控制器,完成录音、放音及分段录放音等多种功能。本文详细介绍了语音录放系统的硬件设计和制作过程及软件设计和调试过程,系统具有录放音简单和准确,功耗低,稳定性强,成本低等特点。     

Convergence properties of constrained linear system under MPC control law using affine disturbance feedback

This paper shows new convergence properties of constrained linear discrete time system with bounded disturbances under Model Predictive Control (MPC) law. The MPC control law is obtained using an affine disturbance feedback parametrization with an additional linear state feedback term. This parametrization has the same representative ability as some recent disturbance feedback parametrization, but its choice together with an appropriate cost function results in a different closed-loop convergence property. More exactly, the state of the closed-loop system converges to a minimal invariant set with probability one. Deterministic convergence to the same minimal invariant set is also possible if a less intuitive cost function is used. Numerical experiments are provided that validate the results.     

Guaranteed cost control of distributed parameter networked control systems with time‐varying delay

Distributed parameter networked control systems mean distributed parameter systems are controlled through a network, where the control loops are closed. In this paper, the problem of guaranteed cost and state feedback controller design is investigated for a class of distributed parameter networked control systems. With the network factors, such as transmission delays, data packet dropouts considered, the distributed parameter networked control system is modeled as a linear closed‐loop system with time‐varying delay and uncertain parameters. By selecting an appropriate Lyapunov‐Krasovskii function and using linear matrix inequality (LMI) approach, the controller is designed to render the system stable and it can keep the cost function less than a certain upper value. In addition, numerical simulation is included to demonstrate the theoretical results.     

超低功耗的水密舱工况综合监测报警系统

水密舱的渗漏工况是水下装备可靠工作的安全保障。论述了低功耗设计原理,分析了低功耗单片机的性能参数,并以该单片机为核心,利用集成温度传感器监测温度,湿敏电容结合555振荡器监测湿度,电阻分压监测供电电压,凝露传感器监测渗漏,设计并实现了一款超低功耗的水密舱渗漏及工况综合监测报警系统;分析了单片机监控软件流程,给出了系统性能参数及功能测试数据。综合测试结果表明,本监测系统工作可靠、功能齐全、性价比高,而且最大功耗≤17.5 mW。     

基于BP神经网络的高层建筑工程成本造价评估模型

针对高层建筑造价评估准确性低的缺陷,提出基于BP神经网络的高层建筑工程成本造价评估模型。根据建设项目总体投资组成,对成本造价指数分类,确定整体造价修正系数,利用灰关联分析方法构建评估指标体系;根据BP神经网络结构,计算网络误差,并通过梯度下降方法定义输出层、隐含层的误差信号,获取网络权值调整公式;最后利用自适应学习率调节公式设置网络参数,将建筑工程中关键参数引入到输入层,建立最终的成本造价评估模型。仿真实验表明,所提方法可以利用较少的信息量准确快速地评估出高层建筑工程成本的最佳方案,具有较强非线性信息处理能力。