支持共享存储的千兆机群网络的实现

在共享虚拟存储机群系统中,互连网络已经成为提高并行性能的瓶颈.本文设计并实现了一种机群互连网络—FRAMP,它不但提供高性能的消息传递,而且对共享虚拟存储提供一些低层硬件支持,包括基于虚地址的RDMA读写操作和TLB自动更新.设计了一种定制的用户级通信协议,大幅度降低系统和协议开销.设计并实现了基于输入缓冲输出分布式调度的交叉开关的原型交换机和支持四种数据传输方式的网络接口,改进了虫洞交换并在一个时钟周期内完成带初始值的轮循调度.测试表明,FRAMP网络在各个层次获得良好的性能,带宽利用率在同类系统中最高,应用程序并行性能与与Myrinet和SCI相当,在某些情况下比它们更好.     

软件DSM机群上并行大规模地理图像处理系统ParGIP

基于共享虚拟存储（shared virtual memory,SVM)PC机群的大规模并行地理图像处理原型系统ParGIP(parallel geographical image processing)采用Client-Server计算模型，通过软件分布式共享存储（software distributed shared memory,software DSM)中间层将PC机群组织成一个逻辑上共享的内存的并行计算平台，地理图像处理可以充分利用ParGIP提供的大共享内存和并行处理能力来提高性能，缩短处理周期，从而解决传统单机串行方式下地理图像处理中内存匮乏和计算能力不足的问题，ParGIP还进一步将机群中各个结点上分布的磁盘组织起来，提供地理影像库所需的海量存储空间和并行I／O能力，测试结果表明，ParGIP的8机并行I／O带宽达到102．6MB/s，典型的图像处理算法获得了接近线性的加速比。     

进程安全保护技术综述

进程安全保护是信息安全领域的一个研究热点,可以应用于计算机安全系统、网站保护、杀毒软件自保护、数字产权保护等方面.在信息安全研究的背景下,总结了进程所受到的威胁,包括软件和硬件方面的威胁;结合实际案例对进程安全保护技术从硬件和软件方面进行了详细分类,分析了每种技术的特点和不足;指出现在研究存在的问题,并展望了未来关于进程安全保护的研究方向和重点.     

基于四阶段人工优化的软件流水技术

代码体积是优化存储资源有限的嵌入式系统的重要因素之一。针对该特点,使用oprofile性能分析工具,以EEMBC基准程序集作为工作负载,提出四阶段人工优化软件流水方法(FPMO)。电信类的自相关程序实验结果表明,FPMO以2.04%的代码增量为代价换来40.678%的性能提升,而单纯的编译器自动优化则以33.35%的体积膨胀换来38.33%的性能提升。     

TiAl金属间化合物合金的激光气体合金化表面改性研究

对TiAl金属间化合物合金进行激光气体合金化表面改性.在激光表面改性层中成功地制得了以高硬度氮化钛为增强相的新型快速凝固“原位”耐磨复合材料.激光表面改性层厚度及显微组织与显微硬度均受激光处理工艺参数的控制.初步试验结果表明,激光气体合金化是一种很有前途的提高TiAl金属间化合物合金耐磨性的表面改性新技术.     

PC机群上JIAJIA与MPI的比较

对JIAJIA和MPI (message passing interface)是进行了比较.JIAJIA和MPI分别代表共享存储和消息传递的编程模式.MPI显式进行数据传输,编程复杂;JIAJIA由底层维护数据一致性,并附加提供简单的消息传递函数,编程容易、灵活.JIAJIA分配共享内存时开销较大,初始化时间比MPI长.提出了一个关于并行加速比与进程数目之间关系的近似经验公式,推出JIAJIA和MPI性能差距随着进程数目的增多而增大的结论.测试结果表明,大部分应用程序的JIAJIA和MPI版本的并行性能差距不超过10%.对于通信量很小的应用程序,其JIAJIA和MPI的性能差距较小,而通信量本身较大的应用程序,其JIAJIA和MPI的性能差距主要取决于运行时产生的实际通信量.     

VIA(Virtual Interface Architecture)上的软件DSM系统实现和性能

在由高性能PC搭建的Linux机群系统上，传统的网络接口体系结构引入了巨大的软件处理开销，无法满足虚拟共享存储并行应用对通信带宽、延迟和进程间同步的需求．用户级网络接口标准——虚拟接口体系结构(Vilxual Interface Architecture，VIA)与传统的网络接口体系结构相比，在软件协议开销、通信关键路径上操作系统的干预程度、通信和计算的重叠程度以及实现零拷贝等方面，具有明显的优势．通过在传统网络通信接口和VIA通信接口上虚拟共享存储系统的性能对比，采用VIA网络接口体系结构可有效地提高虚拟共享存储系统的性能和可扩展性．     

通信对机群并行计算性能的影响

分析了通信和计算重叠模型及LogGP模型，指出各通信参数对并行计算性能的影响，结合并行程序的特征介绍了在机群环境下改善并行计算性能经常采用的五种通信方式：采用高速网络、采用用户级通信协议、利用SMP通信、动态预取或迁移数据、消息合并发送，详尽测试了各种方式影响性能情况并分析了其特点和适用范围．采用高速网络是最常用的方法，性能提高明显，适用于各类应用程序．需要传送大量小消息的并行程序还应采用用户级通信协议．对于特定的一类应用程序，采用消息合并发送方式提高性能最多．采用动态预取或迁移数据和利用SMP通信时要慎重，这两种方法只在特定条件下有效．     

安全处理器研究进展

信息安全已经影响到一个国家的政治、军事、经济和文化等诸多领域。信息一般在计算机系统上存储和处理。计算机系统的核心器件是处理器,所以处理器的安全是计算机系统安全的基础,也是信息安全的基础。在可信计算、工业控制、身份识别、网络通信、电子支付等许多行业,都要用到安全处理器。文章对安全处理器发展过程进行了梳理,并根据应用场景、功能进行了分类,结合具体安全处理器架构,分析了各主要安全处理器的技术特点和不足之处,找出安全处理器研究中的规律。最后,总结全文,对安全处理器的研究进行了展望。     

基于龙芯处理器的网络防火墙系统的设计与实现

设计并实现了一个网络防火墙计算机系统方案。该方案采用国产高性能龙芯2E处理器和Linux操作系统,并对防火墙系统软件的核心策略、硬件结构设计、高速信号完整性设计、网络数据包吞吐率和延时的测试方法等关键问题给出了相应的解决方法。针对信号完整性问题提出了先期约束后期仿真的布线机制,提高了高速信号系统板级设计的可靠性。给出了网口数据包吞吐率和延迟这两项评估防火墙性能的关键指标的测量和计算方法。板级仿真和实际网络性能测试数据表明,该方案是一个通用且安全可靠的防火墙系统方案。