多核处理器并行程序的确定性重放研究

多核处理器并行程序的确定性重放是实现并行程序调试的有效手段,对并行编程有重要意义。但由于多核架构下存在共享访存不同步问题,并行程序确定性重放的研究依然面临多方面的挑战,给并行程序的调试带来很大困难,严重影响了多核架构下并行程序的普及和发展。分析了多核处理器造成并行程序确定性重放难以实现的关键因素,总结了确定性重放的评价指标,综述了近年来学术界对并行程序确定性重放的研究。根据总结的评价指标,从纯软件方式和硬件支持方式对目前的确定性重放方法进行了分析与对比,并在此基础上对多核架构下并行程序的确定性重放未来的研究趋势和应用前景进行了展望。     

调试器对并行程序干扰特性的研究

机群系统中并行程序的执行具有不确定性，这种不确定性给并行程序的调试带来了困难，并行程序的不确定性是由运行环境中的各种干扰因素造成的，该文研究交互式调试行为对调试程序的干扰特性，文中给出了算法可以在调试的过程中实时地报告出本次交互式调试操作是否对调试的程序造成了干扰。     

并行分布计算中的分布式动态任务调度

1.引言并行分布计算中静态的启发式任务调度算法都要求并行分布程序任务在执行前是比较确定的。但一般情况下,实际并行应用程序并不满足这一限制条件,在执行前存在着许多不确定性因素,主要有:并行程序任务中的循环次数事先并不确定;条件分支语句到底执行哪个分支,在程序执行前不能完全了解;每个任务的工作负载大小事先不能确定;任务间的数据通讯量大小只有在运行时才能决定;有些任务是动态产生的。虽然能通过某些技术把这些不确定性转化为确定性,如对条件分支的归纳,但是,并行分布程序中存在的许多不确定性是不能在     

基于事件模型的可视化并行调试技术

并行程序存在资源竞争、时序紊乱、死锁等复杂问题，加上并行程序的不确定性，给调试带来了很大的困难．基于事件模型的可视化并行调试技术ＥＶＴＰＤ（ｅｖｅｎｔ—ｂａｓｅｄｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｏｎｐａｒａｌｌｅｌｄｅｂｕｇｇｉｎｇ）为解决这些困难提供了一个途径．ＥＶＴＰＤ的基本要素是事件监视与可视化重放．本文讨论了事件监视与可视化重放中的关键技术；事件描述、事件过滤、事件识别、时戳、记录重放、执行重放和视图定义，并且给出了一个基于工作站机群系统的并行调试器的结构．     

并行分布计算中条件分支的静态调度

并行程序中的不确定性给任务调度带来了困难，采用动态调度的方法有时开销很大。本文以并行程度设计中的条件分支为例，介绍了如何利用分支图和前趋图来描述并行程序，并通过对这两种任务图的归约把不确定性转化为确定怀，然后根据确定性图的调度技术，来构造珠调度方案。     

基于全局同步逻辑时间的访存依赖约减方法

并发执行的并行多线程程序执行过程中,不同的访存顺序会得到不同的执行结果.由于再次执行时,难以重现首次执行时的错误,导致并行程序的调试非常困难.确定性重放是解决该问题的一种方法,目的是通过记录并行程序执行过程中的不确定性事件,然后利用记录的事件重现出程序的原始执行.然而,已有的确定性重放方法会产生大量的记录日志,如何减小记录日志是确定性重放领域的研究热点,在实际应用中也是非常具有挑战性的问题.为了减小记录日志的开销,文中提出了一种基于逻辑时间的访存依赖约减方法,并在支持松弛存储一致性模型的处理器上提出具体的实现技术,该方法利用了访存依赖对应的逻辑时间之间的序关系进行约减.通过模拟评估所提出方法的性能和可扩展性.其中,在8核模拟平台上,通过Splash2测试程序进行评估,结果显示所提出的记录方法平均日志开销为0.11Bytes/Kilo-Instruction,与目前最好的访存依赖约减方法Timetraveler相比提高了75%;通过4核、8核和16核平台的评估结果,表明所提出约减方法具有较好的可扩展性.     

并行程序的设计与验证

一、井行程序的特点并行程序是在高性能并行计算机或网络并行环境下实现的计算机程序，它是在多个处理机上并行执行多个进程，从而快速地完成计算任务。由于计算过程的非确定性和并行性，使得并行程序的设计较串行程序设计要困难得多，它不仅涉及到计算功能的实现，而且往往涉及到通讯机制的设计。在程序设计中很难正确把握通讯的逻辑关系，由此常常出现死锁、无限等待等异常现象，这些问题在目前的编译系统中还不能处理，从而给用户带来了很多麻烦。为此需要研究程序的验证，以确保并行程序的逻辑关系的正确性。二、并行程序的设计就目前而…     

基于长并行距离优先的确定性多线程调度

随着多核技术的不断发展,多线程技术更加广泛地应用于计算机软件中.但由于执行的不确定性,多线程程序的排错和调试存在着很大的困难.确定性多线程系统可以使多线程程序以确定的方式执行,即多次执行同一个多线程程序的顺序和结果是相同的,这可以大大简化多线程程序的排错和调试.但是,确定性多线程系统会导致多线程程序性能的下降.本文提出一种基于长并行距离优先的确定性多线程调度算法,优先执行并行距离长的线程,减少线程总体等待时间,从而提高多线程程序的效率.实验结果表明,本文方法可以使多线程程序的性能提升10%,并且具有很好的可扩展性.     

并行分布计算中的任务调度问题（二）

在并行程序设计中,SPMD是最为常用的一种编程模式,该模式下的任务调度有其自身的一些特点,本文首先讨论了如何用闭式表达式来决定该执行模式下的最佳处理器数。然后,针对任务图存在的不确定性,介绍了采用动态技术进行任务调度的一般方法。由于动态调度会带来额外开销,因此有效的动态调度方案必须结合实际具体的并行程序和硬件系统。为了减少动态调度开销,对于一些含有不确定性的任务图,也可通过任务图归约技术,先把不确定性转换为确定性,然后再利用静态调度方法,本文我们主要讨论了条件分支语句的静态调度问题。另外,并行循环的调度分配是影响并行程序执行性能的一个重要因素,在本文的最后我们结合独立循环、相关循环、均匀循环和非均匀循环的调度分配问题,着重讨论了基于循环分配的自适应混合调度方法,以及变循环传递相关为循环独立相关的循环展开(un-rolling)技术。     

面向程序验证的并行程序状态空间态约简技术综述

程序验证是保证程序安全性的重要手段.随着采用多核技术的硬件环境日渐普及,越来越多的软件正通过转向基于共享内存的并行程序模型来充分利用现有的计算资源.各线程在并行执行时通过共享内存的访问互相干扰执行状态,导致可能执行路径数成几何级数增长,进而产生可达状态空间爆炸问题.由于验证并行程序安全性主要通过分析程序可达状态来实现,因此,对并行程序可达状态空间的约简是决定并行程序验证效率的关键因素.首先对面向并行程序验证的并行程序可达状态空间约简方法进行了分类,然后对各类可达状态空间约简方法分别进行了分析和总结,最后指出了当前存在的问题和未来解决这些问题的研究方向.     

煤矿井下安全监控分站的设计及其仿真实现

为了设计一种具有低成本、低功耗、易操作、功能强且可靠性高的煤矿井下安全分站,针对煤矿安全生产实际,文章提出了采用MCS-51系列单片机为核心、具有CAN总线通信接口的煤矿井下安全监控分站的设计方案;首先给出煤矿井下安全监控分站的整体构架设计,然后着重阐述模拟量输入信号处理系统的设计过程,最后说明单片机最小系统及其键盘、显示、报警、通信等各个组成部分的设计;为验证设计方案的可行性与有效性,使用Proteus软件对设计内容进行仿真验证,设计的煤矿井下安全监控分站具有瓦斯、温度等模拟量参数超标报警功能和电机开停、风门开闭等开关量指示功能;仿真结果表明:设计的煤矿井下安全监控分站具有一定的实际应用价值.     

Call for Papers The 6^th International Conference on Grid and Cooperative Computing

Recent years have seen rapid advances in various grid-related technologies, middleware, and applications. The GCC conference has become one of the largest scientific events worldwide in grid and cooperative computing. The 6th international conference on grid and cooperative computing (GCC2007) Sponsored by China Computer Federation (CCF),Institute of Computing Technology, Chinese Academy of Sciences (ICT) and Xinjiang University ,and in Cooperation with IEEE Computer Soceity ,is to be held from August 16 to 18, 2007 in Urumchi, Xinjiang, China.     

View-based model-driven architecture for enhancing maintainability of data access services

In modern service-oriented architectures, database access is done by a special type of services, the so-called data access services (DAS). Though, particularly in data-intensive applications, using and developing DAS are very common today, the link between the DAS and their implementation, e.g. a layer of data access objects (DAOs) encapsulating the database queries, still is not sufficiently elaborated, yet. As a result, as the number of DAS grows, finding the desired DAS for reuse and/or associated documentation can become an impossible task. In this paper we focus on bridging this gap between the DAS and their implementation by presenting a view-based, model-driven data access architecture (VMDA) managing models of the DAS, DAOs and database queries in a queryable manner. Our models support tailored views of different stakeholders and are scalable with all types of DAS implementations. In this paper we show that our view-based and model driven architecture approach can enhance software development productivity and maintainability by improving DAS documentation. Moreover, our VMDA opens a wide range of applications such as evaluating DAS usage for DAS performance optimization. Furthermore, we provide tool support and illustrate the applicability of our VMDA in a large-scale case study. Finally, we quantitatively prove that our approach performs with acceptable response times.     

A pragmatic multi-method investigation of discrepant technological events: Coping,attributions, and ‘accidental’ learning

Discrepant technological events or situations that entail a problem, a misunderstanding or a difficulty with the Information Technology (IT) being employed, are common in the workplace, and can lead to frustration and avoidance behaviors. Little is known, however, about how individuals cope with these events. This paper examines these events by using a multi-method pragmatic approach informed by coping theory. The results of two studies – a critical incident study and an experiment – serve to build and test, respectively, a theoretical model that posits that individuals use a variety of strategies when dealing with these events: they experience negative emotions, make external attributions, and adopt engagement coping strategies directed at solving the event, eventually switching to a disengagement coping strategy when they feel they have no control over the situation. Furthermore, users’ efforts may result in ‘accidental’ learning as they try to overcome the discrepant IT events through engagement coping. The paper ends with a discussion of the results in light of existing literature, future opportunities for research, and implications for practice.     

The Distributed Time-Triggered Simulation Scheme: Core Principles and Supporting Execution Engine

Distributed real-time simulation is a young technology field but its practice is under increasing demands. In recent years the author and his collaborators have been establishing a new approach called the distributed time-triggered simulation (DTS) scheme which is conceptually simple and easy to use but widely applicable. The concept was initiated in the course of developing a new-generation object-oriented real-time programming scheme called the time-triggered message-triggered object (TMO) programming scheme. Some fundamental issues inherent in distributed real-time simulation that were learned during recent experimental studies are discussed along with some approaches for resolving the issues. An execution engine developed to support both the TMOs engaged in control computation and the TMOs engaged in DTS is also discussed along with its possible extensions that will enable significantly larger-scale DTSs.     

Software-Konfigurationsmanagement in großen Softwareprojekten

Zusammenfassung Mit zunehmender Größe der Softwaresysteme verschärfen sich die für die Software-Herstellung typischen Probleme: Beherrschen großer Objektmengen, Erhalten der Systemkonsistenz, Kontrolle der ständigen Änderungseinflüsse und Gewährleisten einer langen Lebensdauer. Die Disziplin Konfigurationsmanagement bildet den methodischen Ansatz, diese Probleme besser zu beherrschen. Software-Konfigurationsmanagement faßt die Herstellung von Softwaresystemen als eine Abfolge von kontrollierten Änderungen an gesicherten Zwischen- und Endergebnissen auf. Dargestellt werden die Objekte und Funktionen des Software-Konfigurationsmanagements sowie die hierfür in großen Software-Projekten benötigten Methoden, Instanzen und Hilfsmittel.     

Information for Authors

正http://www.zju.edu.cn/jzus http://www.springerlink.com Aim The Journals of Zhejiang University-SCIENCE(A/B/C)are edited by the international board of distinguished Chinese and foreign scientists,and are aimed to present the latest developments and achievements in scientific research in China and     

Editorial:Brain-machine interface(BMI) and cyborg intelligence

正Brain-machine interfaces(BMIs)aim at building a direct communication pathway between the brain and an external device,and represent an area of research where significant progress has been made during the past decade.Based on BMIs,mind information can be read out by neural signals to control     

Information for Authors

正http://www.zju.edu.cn/jzus http://www.springerlink.com Aim The Journals of Zhejiang University-SCIENCE(A/B/C)are edited by the international board of distinguished Chinese and foreign scientists,and are aimed to present the latest developments and achievements in scientific research in China and overseas to the world’s scientific circles,especially to stimulate     

SCIENCE CHINA Information Sciences SUBJECT INDEX TO VOLUME 57(2014)

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