地球系统模式CAS-ESM 2.0性能评估与分析

地球系统模式是研究气候变化、进行地球系统建模的重要软件. 中科院地球系统模式CAS-ESM (Chinese Academy of Sciences-Earth System Model)是中科院大气所发展的进行地球系统模拟的高性能计算应用软件, 目前已经发布了2.0版本, 其模拟性能一直是制约其发展的关键因素之一. 为了对CAS-ESM 2.0进行性能评估和分析,将CAS-ESM 2.0移植到中科院高性能计算系统"元"和"地球系统数值模拟装置"原型系统这两大高性能计算平台上, 开展了耦合数值模拟试验. 试验结果显示, CAS-ESM 2.0存在受平台影响的性能差异, 大气模式的运行时间占比最高, 超过了其他分模式的总和, 部分分模式存在可扩展性问题. 然后对试验结果进行了进一步的分析, 发现大气模式的性能瓶颈主要是由通信造成的. 因而对CAS-ESM 2.0的后续研发发展工作中, CAS-ESM的跨平台优化、大气模式的性能优化与并行算法改进、分模式的可扩展性应该是研究的重点之一.     

基于区块链的工业互联网标识公共服务应用初探

【目的】通过在分布式的区块链网络上不可篡改地处理标识公共服务应用涉及的主数据模型、知识图谱模型、关键主数据,为跨行业和行业内的公共服务应用提供更加安全可信的标识服务,从而打造更加可信的工业互联网。【文献范围】文章重点调研国内外标识及区块链关键技术、基于标识和区块链的跨领域关联研究,以及面向标识服务进行的区块链建设应用,尤其是工业互联网领域的应用。【方法】本文给出一种基于区块链的工业互联网标识公共服务应用的架构,阐述标识公共服务应用上链的数据及方式、共享机制、智能合约等,并通过行业典型应用场景对各类上链数据进行详细说明。【结果】通过将各行业的主数据模型、知识图谱模型、关键主数据进行原始数据或数据标识上链,为各行业应用提供安全可信的数据支持。【局限】由于工业互联网标识公共服务应用涵盖行业和应用场景较多,暂时无法覆盖所有行业和场景,未来会在更多行业和应用场景进行探索。【结论】基于区块链的工业互联网标识公共服务应用为跨行业和行业内的公共服务应用提供安全可信的数据共享及数据追溯,提升了数据共享的安全和协作效率,为优化公共服务应用提供可靠的数据服务支撑。     

微博检索的研究进展

随着微博的快速发展,微博检索已经成为近年来研究领域的热点之一。该文首先以TREC Microblog数据为基础,从分析微博文档和微博查询两方面出发,得出微博检索与传统文本检索之间的两点不同: 一是微博文档相较于网页具有很多独有的特征;二是微博查询属于时间敏感查询,即在排序时除了考虑文本的语义相似度,还需要考虑时间因素,将这类方法统称为时间感知的检索技术。这两点差异使得已有的信息检索技术不能满足微博搜索的需求。该文主要介绍了近年来这两方面的相关研究: 首先描述了微博本身的多种特征以及基于这些特征提出的检索方法;然后以传统信息检索过程为主线,分别介绍了将时间信息用于文本表示、文档先验、查询扩展三方面的排序模型,最后总结了已有工作并且对未来研究内容进行了展望。     

中科院院史知识竞赛系统的优化实现

根据竞赛系统访问量大、并发高、用户在线时间长的特点, 从业务流程、数据结构、程序设计、部署架构等各环节进行优化分析, 采用硬件负载和软件负载配合、动静资源分离、应用集群部署、数据实时备份的方式, 实现了一个高可用、高性能、可扩展的网上竞赛答题系统.     

基于云服务的计算化学社区

中国科学院超算环境是由中国科学院统筹规划建设的“院总中心-分中心-所级中心”三层结构的超级计算环境,环境的资源聚合使用网格中间件 SCE,并使用 API 接口对外提供服务。依托超算环境建设的科学计算学云服务社区采用软件即服务的模式,使用浏览器/服务器结构来提供专业交互式的计算化学科学计算服务,以“降低使用门槛、提高使用效率,助跑计算化学用户的科学研究工作”为目标,为广大科研用户提供“一站式”计算的 Web 服务模式和异构资源协同工作模式。本文同时介绍了社区的建设应用情况以及环境的运行、监控情况。     

Morlet 小波在地表物候遥感识别中尺度的选取与应用

地表物候是人类了解地球生态系统的必要参数,也是动植物保护、农耕等活动的重要依据。使用遥感数据进行地表物候提取为大尺度的地表物候变化监测提供了一种有效途径。研究发现目前应用最广泛的非对称性高斯函数拟合法和双 Logistic 函数拟合法存在一定的缺陷,尤其是在提取 NDVI 峰值谷值和物候周期不明显区域 (如干旱地区、沙地) 的物候参数时存在严重的误差,而 morlet 小波在分析地表年际变化的周期特征方面表现良好。本文使用 morlet 小波对青海湖流域 2003-2014 年的 MODIS 数据进行分析,得到地表物候在该时间段内的年度变化与趋势,进行不同区域、不同时间的差异性分析,发现青海湖流域的地表物候期整体都略有提前,但生长季的长度呈延长趋势,认为青海湖流域的地表物候整体上响应全球变暖的趋势。中部地区的生长季长度大于高海拔、高纬度区域和沙地区域,认为青海湖流域的中部地区是最适合动植物生长、活动的范围。     

大规模空气动力学数值模拟中的并行重叠网格装配技术

重叠网格方法因为其网格生成简单、局部网格质量高等优点,是模拟有相对运动的非定常问题的一种常用方法。重叠网格首先需要装配过程,即通过建立网格间的重叠关系、确定宿主及待插值单元,实现网格间的流场信息交换。本文针对大规模数值模拟中,网格分散存储在多个处理器上的情况,研究了分布式重叠网格装配方法。本文先提出分布式网格装配问题,再详细阐述适用于三维结构网格的分布式装配技术,最后利用标准的机翼挂载模型对算法进行了测试,结果表明该算法可以在保证较高并行性的同时,为非定常计算提供准确的流场插值信息。     

基于 Activiti 流程管理关键技术设计与实现

Activiti 是用于管理业务流程的工作流引擎,它的使用降低了复杂业务流程开发与维护的难度。但在实际应用中,流程节点无法自由跳转,给管理和使用带来诸多不便。本文研究了 Activiti 中的系统框架和接口,基于现有接口设计实现了流程节点自由跳转功能,并进行了框架整合。测试结果表明,该功能满足各项既定功能需求,具有一般性,可满足实际工作中相关要求。     

基于 Hadoop 的分布式视频处理

中国科学院计算机网络信息中心与青海湖保护区管理局合作,共同建设了青海湖野外网络视频监控。如何高效地处理每天产出的超过 100GB 的视频数据成为了一个难题。现在的视频处理系统采用计算和存储相分离的架构,这需要配置较高的专门服务器进行支撑,本文基于廉价扩展性能较好的 Hadoop 平台对视频处理做出了分布式的实现,并对单个视频文件做出了分布式转码的实现。同时,本文将基于 Hadoop 的分布式视频处理的实现和基于 HTCondor 的分布式视频的批处理实现进行了对比,实验证明,在不损失视频处理效率的条件下,基于 Hadoop 的分布式视频处理的实现拥有分布式文件系统支撑、完善的任务监控等优势。     

面向生态监测的IPv6无线传感器网络研制及应用

环境监测是无线传感器网络应用的重要领域,特别是在流域生态学的研究中,发挥着非常重要的作用。为了帮助生态学家在恶劣的环境中收集科学数据,针对黑河流域生态研究的需要,我们提出了一套 IPv6 无线传感器网络(IPv6WSN) 的系统设计方案。本文重点介绍了方案中的三个关键技术:硬件平台的设计,IPv6 网络协议的集成以及 IPv6 无线传感网络(WSN) 的元数据建模。该系统已经在黑河流域研究计划(HiWater) 进行了实际部署和使用,为参与该研究计划的各相关领域科学家提供了大量的第一手数据,同时也为自主开发的 IPv6 无线传感网络在生态环境监测中的有效使用奠定了坚实的基础。