星形低功耗无线数据采集网络的设计与分析

为解决复杂现场的数据采集和传输问题,设计了一种星形拓扑结构的低功耗无线数据采集网络,给出了一种星形拓扑结构网络的通信协议.采用排队论方法建立M/M/1模型,对系统进行了分析,并深入分析了系统的整体功耗及其计算方法.试验证明,该数据采集系统中各个仪表的正常工作时间均超过5个月,能够满足其对低功耗设计、实时性与准确性的要求.     

基于M/M/1结构的SCTP-CMT理论传输模型

本文借用M/M/1数学模型,提出了ARRP(Arrival Rate and RWND-based PW)机制,推导出发送端发送速率和接收端RWND对发送权重的决定公式,然后为了提高系统健壮性针对网络中的拥塞状况在已有的CMT-PF(Concurrent Multipath Transfer-Potentially Failed)基础上提出了新的冗余控制机制,以期减少重传请求,提高数据传输效率。     

非强占有限优先权M/M/1排队系统

以计算机网络中实时视频流传输的实际应用为基础,建立非强占有限优先权M/M/1排队系统模型;对该系统模型进行分析研究,推导出顾客在系统内的的平均等待时间、平均逗留时间和平均队长。     

基于OPNET的排队模型网络仿真

利用OPNET对排队论中的M/M/S服务系统模型进行仿真,得出数据包到达的平均速率、数据包平均大小、服务台个数、服务台平均服务速率等参数的改变,可以影响数据包平均延时和队列长度平均时间,也可以影响系统的稳定性。     

基于排队论的CAN总线语音通信系统建模分析

文章利用排队论的M/M/1模型,对基于CAN总线的语音通信系统进行了建模分析,得出了语音压缩速率与CAN总线单节点信息产生速率的对应关系,并使用Matlab进行了系统仿真,得出了语音数据传输平均时延、语音压缩速率、CAN总线传输速率的关系曲线,证明了理论推导的正确性,从而推导出语音压缩速率和CAN总线传输速率的关系表达式。     

基于指纹识别和C／M／S结构的保管箱管理系统

为了满足银行保管箱业务需求,充分利用银行网络资源,提高业务管理的信息化水平,在指纹识别基本原理的基础上,设计出一种基于指纹识别和C/M/S网络体系结构的银行保管箱管理系统。文中从实际需求和应用出发,归纳并设计了指纹特征信息库的管理方案,提出了利用银行现有网络架构该系统C/M/S体系结构的技术策略,描述了系统各层次的功能,并对具体的软件实现方法进行了简要的阐述。该系统集先进的生物识别技术和网络技术于一体,将指纹识别应用于银行保管箱业务中,具有较高的安全性和广泛的应用价值。     

基于指纹识别和C/M/S结构的保管箱管理系统

为了满足银行保管箱业务需求,充分利用银行网络资源,提高业务管理的信息化水平,在指纹识别基本原理的基础上,设计出一种基于指纹识别和C/M/S网络体系结构的银行保管箱管理系统.文中从实际需求和应用出发,归纳并设计了指纹特征信息库的管理方案,提出了利用银行现有网络架构该系统C/M/S体系结构的技术策略,描述了系统各层次的功能,并对具体的软件实现方法进行了简要的阐述.该系统集先进的生物识别技术和网络技术于一体,将指纹识别应用于银行保管箱业务中,具有较高的安全性和广泛的应用价值.     

嵌入式系统的小型自动气象站设计

随着社会进步,人们对周围气象信息的准确性和实时性提出了更高的要求,由于市场上的自动气象站价格较高,因而设计了基于嵌入式的小型自动气象站。系统以高性能的ARM Cortex M3微控制器 LPC1788为硬件核心,扩展了外围接口电路。以嵌入式实时操作系统μC/OS II为软件平台,移植了μC/GUI图形用户界面,实现了数据的采集、处理、存储及显示等功能。通过3G模块与数据监控中心主机进行通信,实现了远程数据实时传输。经测试,系统具有体积小、成本低、功耗低、采集速度快等优点,在气象监测行业中具有广阔的应用前景。     

支持测试节点按需调整的分布式测试调度模型

针对分布式测试系统动态调整测试节点能力差、测试总体效率低的问题,提出一种实用的支持测试节点按需调整的分布式测试调度模型。该模型利用M/M/N排队理论描述分布式测试任务到达和处理的概率分布,提出待处理强度指标来动态调配测试节点,基于此建立任务调度数学模型,并利用0-1线性整数规划法求解,实现了分布式测试执行时间最短的目的。仿真实验结果证明,该模型可以根据测试需求的变化动态调整测试节点数量,利用简单实用的调度方法,有效地降低测试节点负载,提高了测试效率。     

弹性分组环中的队列长度分析

弹性分组环是城域网发展的重要方向。为了实现基于优先级区分的业务服务质量,弹性分组环采用基于优先级区分的队列以及转发机制。利用M/G/1/K排队模型分析弹性分组环中各类业务缓存中的分组队列长度。与M/G/1排队模型相比,该模型可以获得更准确的结果,实用价值较高。     

高可用性冗余实时集群系统的设计与构建

根据实时集群系统的高可用性和实时性要求，考虑集群系统的网络拓扑结构和网络传输性能对系统实时性能的影响，文章设计和构建了一个高可用性冗余实时集群系统，对系统的网络拓扑结构设计进行了阐述，估算了网络的数据传输性能，并讨论了系统并行计算的实现和冗余机组调度策略。经实际测试证明，系统具有较高的可用性和实时性，可作为周期性、高强度、多源浮点信息处理平台。     

测控集群系统随机Petri网模型与可用性分析

研究并实现了一个应用于测控领域的高可用性实时集群系统，该系统充分采用冗余技术以消除系统中的单一故障点．首先阐述了系统的体系结构，然后在介绍随机Petri网基本概念的基础上，建立了系统的随机Petri网模型，并在此模型的基础上，分析了系统各部分的稳态可用度和系统的总稳态可用度．经理论计算表明，测控集群系统一年的平均故障停机时间约为3．44分钟，因此，系统具有较高的可用性，完全满足关键应用场所的高可用性要求．     

Symmetric active/active metadata service for high availability parallel file systems

High availability data storage systems are critical for many applications as research and business become more data driven. Since metadata management is essential to system availability, multiple metadata services are used to improve the availability of distributed storage systems. Past research has focused on the active/standby model, where each active service has at least one redundant idle backup. However, interruption of service and even some loss of service state may occur during a fail-over depending on the replication technique used. In addition, the replication overhead for multiple metadata services can be very high. The research in this paper targets the symmetric active/active replication model, which uses multiple redundant service nodes running in virtual synchrony. In this model, service node failures do not cause a fail-over to a backup and there is no disruption of service or loss of service state. A fast delivery protocol is further discussed to reduce the latency of the total order broadcast needed. The prototype implementation shows that metadata service high availability can be achieved with an acceptable performance trade-off using the symmetric active/active metadata service solution.     

基于扩充的GIX/M/1/N排队系统的主动队列管理算法性能评价模型

为了评价主动队列管理(AQM Active Queue Management)算法的性能,通过在标准的排队系统GIX/M/1/N中嵌入主动队列管理(AQM)算法的方法,建立了一个扩充的GIX/M/1/N排队系统。利用该扩充的GIX/M/1/N排队系统和Internet业务流量自相似性的特征,提出了一种评价AQM算法在非响应业务流量下的性能的分析方法,并据此评价了TD,RED,GRED和Adaptive RED等4个经典的AQM算法。为了验证该分析方法的合理性,利用NS2进行了一系列的仿真实验。结果表明,该分析方法所得结果与仿真实验所得结果一致,因此该分析方法能用于评价AQM算法的性能。     

I/O performance of an RAID-10 style parallel file system

Without any additional cost, all the disks on the nodes of a cluster can be connected together through CEFT-PVFS, an RAID-10 style parallel file system, to provide a multi-GB/s parallel I/O performance.I/O response time is one of the most important measures of quality of service for a client. When multiple clients submit data-intensive jobs at the same time, the response time experienced by the user is an indicator of the power of the cluster. In this paper, a queuing model is used to analyze in detail the average response time when multiple clients access CEFT-PVFS. The results reveal that response time is with a function of several operational parameters. The results show that I/O response time decreases with the increases in I/O buffer hit rate for read requests, write buffer size for write requests and the number of server nodes in the parallel file system, while the higher the I/O requests arrival rate, the longer the I/O response time. On the other hand, the collective power of a large cluster supported by CEFT-PVFS is shown to be able to sustain a steady and stable I/O response time for a relatively large range of the request arrival rate.     

带工作休假和工作故障的M/M/1/N排队系统性能分析

本文在可修M/M/1/N排队系统中引入了启动时间、工作休假和工作故障策略.在该系统中,服务台在休假期间不是完全停止工作,而是处于低速服务状态.设定服务台在任何时候均可发生故障,当故障发生时立刻进行维修.且当服务台在正规忙期出现故障时,服务台仍以较低的服务速率为顾客服务.服务台的寿命时间和修理时间均服从指数分布,且在不同的时期有不同的取值.同时,从关闭期到正规忙期有服从指数分布的启动时间.本文建立此模型的有限状态拟生灭过程(QBD),使用矩阵几何方法得到系统的稳态概率向量,并应用基本阵和协方差矩阵理论,计算出系统稳态可用度、系统方差、系统吞吐率、系统稳态队长及各系统稳态概率等系统性能指标.同时,通过数值实验对各系统参数对系统性能的影响进行了初探.文中的敏感性分析体现了这种方法的有效性和可用性.实验表明,文中提出的模型,可有效改善仅带有工作休假或工作故障策略排队模型的系统性能.     

基于排队模型的网络处理器设计验证

基干流量模型的测试在芯片设计尤其是网络处理器的设计验证中得到广泛应用.传统的芯片设计验证强调功能验证上的完备性,但网络处理器芯片对数据包的处理性能有苛刻要求.该文采用M/M/I排队模型评估网络处理器芯片数据包处理能力.仿真结果表明,该验证可在设计早期评估出网络处理器的设计性能,提高网络处理器的设计质量.     

并行PC系统结构及其I／O性能评价

传统的微／小型计算机采用共享总线结构，其带宽，扩展性，可用性，可靠性等受到限制，因此，总线形成了系统内部通信瓶颈，并行PC结构是一种新型的，以交换网络为中心的、高效的系统结构，它解决了传统PC机存在的不足和缺陷，本文对并行PC系统结构了介绍，然后采用M／M／1排队模型，针对传统PC和并行PC的I／O性能进行了评价与比较，最后给出结论及建议。     

M/M/1-PS queue and size-aware task assignment

We consider a distributed server system in which heterogeneous servers operate under the processor sharing (PS) discipline. Exponentially distributed jobs arrive to a dispatcher, which assigns each task to one of the servers. In the so-called size-aware system, the dispatcher is assumed to know the remaining service requirements of some or all of the existing jobs in each server. The aim is to minimize the mean sojourn time, i.e., the mean response time. To this end, we first analyze an M/M/1-PS queue in the framework of Markov decision processes, and derive the so-called size-aware relative value of state, which sums up the deviation from the average rate at which sojourn times are accumulated in the infinite time horizon. This task turns out to be non-trivial. The exact analysis yields an infinite system of first order differential equations, for which an explicit solution is derived. The relative values are then utilized to develop efficient dispatching policies by means of the first policy iteration (FPI). Numerically, we show that for the exponentially distributed job sizes the myopic approach, ignoring the future arrivals, yields an efficient and robust policy when compared to other heuristics. However, in the case of highly asymmetric service rates, an FPI based policy outperforms it. Additionally, the size-aware relative value of an M/G/1-PS queue is shown to be sensitive with respect to the form of job size distribution, and indeed, the numerical experiments with constant job sizes confirm that the optimal decision depends on the job size distribution.