自主系统中的一种优化模型设计

自优化是自主计算系统的一个基本能力，而性能函数为实现自主计算系统的这种能力提供了一个自然且基本的框架。自主元素是自主计算系统的基本建设模块，而被管理组件是自主元素的管理对象。文中将被管理组件划分为资源和服务，然后给出了性能函数的模型，从而提供了自优化的目标。最后，讨论了在自主元素环境下的自优化过程。     

一个基于自律计算的系统服务性能自优化机制

系统在遭受入侵或异常攻击的情况下,如何自治地为用户提供非降级服务是网络安全技术中的终极目标.结合鞅差逼近原理,提出了一个基于自律计算的系统服务性能自优化机制( self-optimization mechanism based on autonomic computing,SOAC).该机制能够根据先验自优化知识和内部环境参数信息,以自优化率极小和服务性能极大的要求发掘自优化函数的收敛趋势,实施动态自优化;之后更新最佳自优化模式集,建立并调节预测模型,完成静态自优化,提升自优化预测的精准度,两个层次彼此交互,实现动态变化环境中的系统服务性能自主增长过程,仿真实验结果验证了SOAC机制的有效性与优越性.     

具有自主计算特征的计算网格资源备份服务系统

设计了具有自主计算特征的计算网格资源备份服务系统,该系统采用了先进的自主计算思想,具有一定程度的自识别、自感知、自管理、自组织、自优化、自稳定和自愈合的能力。     

自主计算概念模型与实现方法

自主计算是一个新兴的热点研究领域,旨在通过"技术管理技术"的手段隐藏系统管理复杂性,建立用户可指导的、状态觉察的和自适应的计算机系统.目前,自主计算的研究仍处于起步阶段,尚缺乏系统而成熟的理论体系.在阐明自主计算概念的基础上,提出一个自主计算概念模型.该模型刻画了自主元素和自主计算系统的基本工作机制和原理.以该模型为依据,概括性地提出了两类分别基于知识模型和数学模型的自主计算系统,分析它们的优点和不足.最后,给出了自主计算研究展望.     

JAVA泛型排序算法设计思想

论述了JAvA泛型排序设计思想。通过移植c＋＋标准模板库的partial_sort、nth_element函数算法,可方便实现java下给定基本数据类型数组、对象数组、基本序列容器元素局部排序、求第nth元素功能,是对JAvA固有sort函数有效补充。并可运用spring框架加以封装,形成强大的排序组件管理功能。     

多核环境下面向仿真组件的HLA 成员并行框架

提出了一种面向仿真组件的并行联邦成员框架,以解决基于HLA(high level architecture)复杂仿真系统联邦成员开发的问题,并提升多核处理器环境下联邦成员的运行性能.并行联邦成员框架通过仿真组件的组合、装配来构建联邦成员.通过仿真引擎管理、数据分发管理、对象管理、组件管理服务和负载平衡功能,并行联邦成员框架为仿真模型构建了一个多核的并行执行环境,并确保并行成员能与RTI正确交互.通过实验来研究并行成员框架引入的额外开销,并比较并行成员和普通成员的性能.实验结果表明,并行框架能够充分利用多核处理器的计算能力来减少仿真系统运行时间,提高系统性能.     

基于时变半边图的Internet自主元素模型研究*

借鉴自主计算的思想,研究Internet资源抽象的自主元素模型.引入了半边概念描述Internet资源的特征属性,为网络环境下各类资源特征属性建立一个统一描述框架.模拟无尺度网络特性提出资源动态关联的时变半边图,进而利用超分子自组装机制建立超分子资源模型,超分子资源再被赋予环境动态感知、自主行为决策和协同等能力,形成自主元素.该方法可实现Internet资源自主负载调度,提高网络资源效用.     

基于OpenCL的连续数据无关访存密集型函数并行与优化研究

连续的数据无关是指计算目标矩阵连续的元素时使用的源矩阵元素之间没有关系且也为连续的,访存密集型是指函数的计算量较小,但是有大量的数据传输操作。在OpenCL框架下,以bitwise函数为例,研究和实现了连续数据无关访存密集型函数在GPU平台上的并行与优化。在考察向量化、线程组织方式和指令选择优化等多个优化角度在不同的GPU硬件平台上对性能的影响之后,实现了这个函数的跨平合性能移植。实验结果表明,在不考虑数据传输的前提下,优化后的函数与这个函数在OpenCV库中的CPU版本相比,在AMD HD 5850 GPU达到了平均40倍的性能加速比;在AMD HD 7970 GPU达到了平均90倍的性能加速比;在NVIDIA Tesla 02050 CPU上达到了平均60倍的性能加速比;同时,与这个函数在OpenCV库中的CUDA实现相比,在NVIDIA Tesla 02050平台上也达到了1.5倍的性能加速。     

基于申威众核处理器的1、2级BLAS函数优化研究

BLAS （Basic Linear Algebra Subprograms）是一个以向量和矩阵为操作对象的基础函数库.该库中函数分为3个级别,各个级别分别提供了向量-向量（1级）、向量-矩阵（2级）、矩阵-矩阵（3级）之间的基本运算.本文研究如何在申威众核处理器上BLAS-1、2级函数的并行实现,并充分利用平台特性对它们进行深度的性能调优,归纳总结程序在申威平台上的并行实现与优化技巧.申威26010 CPU采用了异构众核架构,众多计算核心提供的大规模并行处理能力,使单块芯片具有3 TFLOPS的双精度浮点计算性能.实验结果显示BLAS-1、2级函数相对于GotoBLAS参考实现版的平均加速比分别高达11.x和6.x,对于每一优化手段,均有明显的性能加速.     

遗传算法在风光互补发电系统优化设计中的应用

风光互补发电系统的优化配置是一个多目标优化问题,优化目标为系统安装成本,约束条件为供电可靠性。如何合理的匹配设计是充分发挥风光互补发电优越性的关键。在成本(目标)函数的最小化计算中,采用改进的遗传算法进行优化,随机搜索并采用选择、交叉、变异三种基本算子在全部组合中搜索最优化的配置。结果表明在满足负荷用电的前提下,其经济性能优于单独的光伏系统和单独的风电系统。     

Seven software engineering principles for autonomic computing development

The complexity of modern middleware and software solutions is growing at an exponential rate. Only self-managing, or autonomic computing technology can reasonably stem the confusion this complexity brings to bear on human administrators. While much has been published on “architecture” and “function” for producing such systems, little has been written about the engineering of self-managing systems as a distinct paradigm. In this short article we suggest a set of software engineering principles for engineering of autonomic systems that should guide the planning of autonomic systems and their interfaces, with the intent to guide the thinking of R&D organizations pursuing the development of autonomic computing capability.     

Coordinating self-sizing and self-repair managers for multi-tier systems

Computing systems have become more and more distributed and heterogeneous, making their manual administration difficult and error-prone. The Autonomic Computing approach has been proposed to overcome this issue, by automating the administration of computing systems with the help of control loops called autonomic managers. Many research works have investigated the automation of the administration functions of computing systems and today many autonomic managers are available. However the existing autonomic manages are mostly specialized in the management of few administration concerns such as self-repair which handles server failures, and self-sizing which deals with dynamic server allocation. This makes necessary the coexistence of multiple autonomic managers for a complete system management. The coexistence of several such managers is required to handle multiple concerns, yet requires coordination mechanisms to avoid incoherent administration decisions. We investigate the use of control techniques for the design of coordination controllers, for which we exercise synchronous programming that provide formal semantics, and discrete controller synthesis to automate the construction of the controller. The paper details an application of the latter approach for the design of a coordination controller to orchestrate the execution of four self-repair and two self-sizing managers that address the availability and performance of a multi-tier replication-based system. We evaluate and demonstrate the benefits of our coordination solution by executing the RUBiS Benchmark web application.     

基于状态的通用自主计算模型

针对目前由于计算系统庞大造成管理工作复杂以及处理突发事件低效的问题,提出一种通用的自主计算模型.通过归纳系统的运行状态和状态变化,利用统计记分方法对状态变化进行判定和标记,实现了包含自我配置、恢复、优化和保护在内的自主计算特性,使系统可以自主地规划最能够满足系统运行需求的方案,从而将繁重的系统配置和突发事件处理任务由管理人员移交给系统自身.实验结果表明,该运用该模型能够在减轻管理负担的情况下,自主地实现系统资源的合理配置与使用.     

自主计算软件工程方法

从软件工程角度对自主计算进行研究，定义了一种自、主计算系统模型．以此模型为基础，提出了一种多主体系统设计方法DPMAS用于自主计算系统的建模，提出了一种基于构件复用的层次化自主计算未统开发方法．根据研究成果，实现了一个自主计算开发环境，较好的支撑了自主计算系统的软件工程过程．     

GRAPHIC illustrations of autonomic computing concepts

Illustrations are general aids to communication, with those that are particularly effective becoming standard exemplars. In the computing domain, for instance, frequent reference is made to lift controllers, automated bank teller machines, and car parks. So far, there are few equivalent illustrations for autonomic systems. The purpose of this paper is to clarify the requirements for standard exemplars, propose an autonomic computing exemplar for consideration, and assess it against the criteria identified. The exemplar described, an autonomic printing service, aims to be GRAPHIC: general, realistic, appealing, powerful, holistic, informative, and comprehensible. Experience in implementing a demonstration printing service with autonomic characteristics is also briefly discussed.     

Autonomic resource contention‐aware scheduling

The complexity of computing systems introduces a few issues and challenges such as poor performance and high energy consumption. In this paper, we first define and model resource contention metric for high performance computing workloads as a performance metric in scheduling algorithms and systems at the highest level of resource management stack to address the main issues in computing systems. Second, we propose a novel autonomic resource contention‐aware scheduling approach architected on various layers of the resource management stack. We establish the relationship between distributed resource management layers in order to optimize resource contention metric. The simulation results confirm the novelty of our approach.Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

CPU/GPU协同并行计算研究综述

CPU/GPU异构混合并行系统以其强劲计算能力、高性价比和低能耗等特点成为新型高性能计算平台,但其复杂体系结构为并行计算研究提出了巨大挑战。CPU/GPU协同并行计算属于新兴研究领域,是一个开放的课题。根据所用计算资源的规模将CPU/GPU协同并行计算研究划分为三类,尔后从立项依据、研究内容和研究方法等方面重点介绍了几个混合计算项目,并指出了可进一步研究的方向,以期为领域科学家进行协同并行计算研究提供一定参考。     

基于自律计算的多数据点闭值检测方法

自律计算在实施过程中通常采用阂值来标记性能故障。阂值是系统的性能计数器的边界值,系统自动检测这些边界值。若某个设备的性能指标达到这些边界值,则表示系统的某台设备出现了性能故障,自律系统的自主管理器便会主动采取策略来修复性能故障,从而保证系统一直处于稳定的工作状态。目前,自律计算领域欠缺对于系统性能故障的研究。在研究自律计算自我监视的基础上,提出了一种多数据点的阂值检测方法,即通过多次检测阂值的越界和恢复来判断系统是否出现性能故障,以保证检测的有效性,为系统采取策略修复故障提供有利的依据。     

面向自主计算的主体服务匹配：研究综述

主体服务能力描述和能力匹配是实现自主单元自配置的关键,也是基于主体的自主计算技术中的核心内容.在简要介绍自主计算基础上,重点对主体服务描述语言和主体服务匹配算法的研究成果进行了综述,并指出未来的发展趋势.