后备栈：一种高效的返回地址栈修复机制

当前,大多数高性能微处理器都使用返回地址栈为返回指令提供预测目标地址.而要想获得高的返回地址预测精度,在发生分支误预测后对返回地址栈进行修复是必不可少的.本文首先分析了三种常见的返回地址栈修复机制,提出了一种新的返回地址栈修复机制--后备栈,并详细描述了后备栈机制的逻辑实现和工作原理.最后,本文把后备栈机制和其其他三种常见的修复机制进行了比较.在不发生返回地址栈溢出时,使用后备栈机制能够获得100%的返回地址预测精度.     

一种抗地址淹没的缓冲区栈溢出算法

缓冲区溢出是常见的网络漏洞攻击,其中最重要的是栈溢出攻击。通过分析缓冲区溢出攻击的方法和特点,提出一种基于StackShield改进的RetProtect算法,首先利用IDA Pro对源程序反汇编分析,然后建立新的库函数,并通过修改gcc源代码来实现程序执行时对函数返回地址的备份的方法来检测缓冲区溢出攻击的发生。与其它栈溢出攻击检测方法相比,RetProtect算法可有效地阻止对返回地址进行淹没的栈溢出攻击,对用户透明,系统兼容性好。     

多通道快速数据栈区的设计

利用在系统可编程逻辑器件ispLSI6192芯片构造 4个双向并独立的 12 8× 9位FIFO高速数据存储栈区 (FIFO) ,并利用芯片内部快速进位逻辑建立快速地址寄存器和地址自动加 1计数器 ,同时利用该芯片的门阵列建立FIFO控制逻辑 ,控制逻辑分别对 4个FIFO栈区进行读写管理控制 ;即将系统的高速数据栈区及其控制逻辑功能做在同一个芯片上 ,从而提高计算机数据管理通信的速度、效率 ,以及提高系统的集成度和降低系统的故障率     

OpenCL计算软件栈评估

随着智能计算和大数据应用的发展,人们对GPU等加速部件的需求不断增长.计算软件栈比如CUDA、OpenCL软件栈是能充分发挥GPU硬件性能的关键.考虑计算软件栈未来在国产基础软硬件平台(比如飞腾CPU和麒麟操作系统)上的可移植性和适配性,重点研究OpenCL开源计算软件栈.测试分析OpenCL应用在不同平台上的表现,评估应用在不同OpenCL软件栈上(比如Mesa、ROCm等)进行GPU计算的表现,评估软件栈中驱动、内核等对GPU计算的影响,并且整个测试涵盖了编译、数据传输和内核执行等OpenCL计算各个阶段的时间开销.经过测试评估发现,国产平台更迫切也更适合使用GPU进行加速计算,ROCm是比较理想的OpenCL开源软件栈,有较好的性能和稳定性,并且与闭源软件栈相比存在一定的优化空间.     

基于栈的恶意程序隐式系统调用的检测方法

提出了一种检测恶意程序中隐式系统调用的方法.该方法使用地址栈和地址栈图来检测恶意程序中隐式的系统调用信息,其中,地址栈将每个栈的元素和栈操作的指令相结合,而地址栈图抽象地表示可执行体并且检测恶意的系统调用.通过实验表明,这是一种有效的方法.     

基于Leader选举的移动自组网自适应动态地址分配协议

提出了一种自适应动态地址分配协议，在利用重复地址检测算法(DAD)的情况下，保证了网络中节点IP地址的唯一性。基于NS2仿真平台对所提出的协议进行了仿真。仿真结果表明，此协议能够在有限的控制信息报文数和确定的时延下，使节点申请到唯一的IP地址，这将能满足实际网络工作的需要。     

快速转换IP地址的两个妙法

由于工作需要，笔者经常需要更改自己电脑的网络IP地址.尤其是携带笔记本到单位或自己家后，每次都打开“网络连接”属性一一输入那些繁琐无味的数字，实在让人心烦不已。有没有办法让自己的网络IP地址快速切换免去手动输入数字之苦呢？有!办法如下：     

利用栈计算屏幕上某一区域的面积

在计算机屏幕上计算面积,就是数出某一区域所占的像素点数。而该区域通常是由相同颜色的像素点组成,或由某种颜色的封闭曲线围成的一段连续区域。 对于规则的几何图形,如矩形、圆形以及菱形等,可通过公式计算面积;对于不规则的几何图形,计算起来就比较麻烦了。而计算机屏幕上的图形与几何图     

也谈出栈序列的计算

在《数据结构》的教学中,采用类模板作为抽象数据类型的实现技术,能极大地方便抽象数据类型的实现和应用。通过教案设计可以为教学增添趣味,为实践增添成果,还可以为一些经典难题提供较好的解决方案。该文给出了《数据结构》的一个典型教案,基于栈类模板解决了求解所有出栈序列的问题。     

FreeBSD的地址空间随机化

缓冲区溢出是一种最为常见的安全漏洞形式,在远程网络攻击中所占比重最大。地址空间随机化是一种针对缓冲区溢出攻击的有效防护技术。分别从栈、堆、动态库和可执行映像四个方面描述了地址空间随机化在FreeBSD6.0中的设计和实现,并对其防护果进行了评估。     

Cache自适应写分配策略

处理器所能提供的有效带宽是目前制约处理器性能提高的关键因素.通过对Cache写失效行为的分析,提出了一种新的提高处理器带宽利用率的Cache写失效处理策略——Cache自适应写分配策略.该策略在访存失效队列中收集全修改Cache块,对全修改Cache块采用非写分配策略,并能够自适应地切换为写分配策略.与传统的Cache写失效处理策略相比,Cache自适应写分配策略硬件代价小,避免了不必要的数据传输,降低Cache污染,减少存储管理队列阻塞的频率.结果表明,采用Cache自适应写分配策略,STREAM基准测试程序带宽平均提高62.6%,SPEC CPU2000程序的IPC值平均提高5.9%.     

一种并行计算机互连网络中的地址转换Cache

当前在大规模并行计算机中,多数并行程序的用户习惯于使用虚拟地址进行编程.因此,虚拟地址与物理地址之间的转换效率直接影响了并行程序的执行性能,而cache能够有效地提高虚实地址转换的效率并降低延迟.提出了一种在大规模并行计算机互连网络中的地址转换cache.它采用了嵌入式DRAM(embedded dynamic random access memory, eDRAM)存储器,容纳更多的地址转换表项,从而提高命中率.并设计一种eDRAM刷新机制,隐藏了刷新操作,避免刷新导致的性能损失.ATC(address translation cache)中实现了诸如纠错码与旁路机制等多种可靠性设计.在32个计算结点上运行业界公认的NPB测试程序,结果显示32个结点中ATC的平均命中率达到了95.3%,表明ATC设计的正确性与高性能.并且通过与3种传统SRAM(static random access memory)实现的cache进行对比实验,说明了cache容量是提高命中率的关键因素.     

基于ECC带缓存的快速SSL握手协议

标准安全套接层(SSL)握手协议带宽开销大且网络数据通信效率低。该文提出一种基于椭圆曲线密码体制、带缓存的快速SSL握手协议。该协议将服务器端的配置和初始会话时建立的各种协商参数存储于客户端,减少了会话协商时的通信流量。实验结果表明,使用该协议能节省约20%的网络流量,提高了文件传输效率。     

基于存取模式的Cache预取自适应策略研究

不同的Cache预取策略适用于不同的存取模式。本文介绍了存储系统Cache预取技术的研究现状，从分析存取模式出发，构造了存取模式三元组模型，并在磁盘阵列上测试了适 用于复杂环境下的Cache预取自适应策略，结果证明，自适应策略能够在不同环境上获得磁盘阵列的最优性能。     

自适应加权镜像阈值层叠滤波器

与传统的阈值层叠滤波器相比,镜像阈值层叠滤波器不仅具有低通滤波的特性,还具有带通和高通的特性。但由于镜像阈值层叠滤波器比传统的阈值层叠滤波器的正布尔函数长度有显著增加,从而使计算量增加,为解决这一问题,提出了一种镜像自适应加权（MAW）算法。该方法充分考虑了镜像阈值分解的特点,并通过引入自适应领域加权误差准则建立了代价向量,在迭代过程中,对代价向量的层叠性进行快速约束,并判断其收敛性,最终获得了基于最优正布尔函数的自适应加权镜像阈值层叠滤波器（AWMSF）。为了验证该滤波器的滤噪性能,对最优AWMSF进行了性能分析,结果表明,AWMSF在滤除噪声的同时,能更好地保持图像的细节信息,并可减少迭代次数,从而使计算复杂度大大降低。     

IP路由缓存技术研究

针对目前用于IP路由查找的地址缓存技术和前缀缓存技术的局限性,分析了骨干网路由表前缀重叠特征,提出了一种基于阈值的IP路由缓存方法,该方法结合了地址缓存和前缀缓存技术,无需进行前缀扩展,克服了地址缓存技术缓存空间要求过大、前缀缓存技术无法缓存内部前缀节点的问题,在缓存空间、缓存命中率、缓存公平性以及路由增量更新方面具有优势;仿真实验表明对于路由条目超过260 000的路由表,缓存空间大小为30 000,选择阈值K=4时97%以上的节点可实现1∶1缓存,其余节点采用地址缓存,缓存失效率小于0.02,可以用小的缓存空间实现高速线速转发.     

快速自适应模板图像修复算法

在对图像局部特性分析的基础上,提出了一种简单的非迭代自适应模板快速图像修复算法。该算法首先通过对待修复点邻域像素梯度值进行排序,估计出该点的等照度线方向,从而自适应地确定其修复模板,然后利用快进法(fast marching method)确定修复路径并完成对整个破损区域的修复。实验结果表明,该算法对边缘细节及平滑区域均有良好的修复能力,在相近的修复时间内能得到明显优于一般快速图像修复算法的修复效果。     

模拟集成电路二维Stack生成及模块合并算法

在模拟集成电路设计中,关于X轴和y轴同时对称的Stack,以及模块之间的合并,对于增加器件之间的匹配和控制寄生是至关重要的.描述了模拟集成电路二轴对称Stack生成算法和模块合并算法.通过对于对称欧拉图和对称欧拉路径的研究,得出了多项理论结果.在此基础上,提出了时间复杂度为O(n)的伪器件插入算法、对称欧拉路径构造算法和二轴对称Stack生成算法.生成的Stack,不但关于X轴和y轴对称,而且具有公共质心(commoncentroid)的结构.还描述了模块合并算法,给出了计算最大合并距离的公式.该算法本质上是独立于任何拓扑表示的.实验结果验证了算法的有效性.     

三级领导式的快速自适应狼群优化算法

为提高狼群算法的收敛速度，在此提出了一种称为三级领导式和微粒进化方程的自适应狼群算法，人为地把灰狼分成两类，领导层三只灰狼：如[α、][β]和[δ]，剩下的为猛狼[w]。在游走搜索阶段随机设定一个猎物位置，利用狼群与猎物之间的距离来指导游走搜索猎物；在召唤阶段，利用三个领导层灰狼作为头狼来引导猛狼向猎物靠近，避免了传统狼群算法只有一只头狼引导整个狼群就容易陷入局部最优的情况；在围攻猎物阶段利用惯性因子来表示以往奔袭的经验、学习因子与随机数之间的乘积来表示猛狼自身经验的认识与总结、迭代影响因子来表示整体狼群经验的认识与调整，综合起来狼群粒子奔袭速度加快收敛速度和跳出局部最优，从而找到真实的整体最优值。本次选取的8个测试函数对应的对比性实验结果表明：该方法较为精确地实现寻找到了测试函数的最优值且较早地快速收敛到最优解，在后期也平稳收敛到真实的最优值，该算法适用于多维多波峰函数求极值问题。     

片上多核处理器共享末级缓存动静结合地址映射机制

片上多核处理器(CMP)通常采用私有或者共享的末级高速缓存(cache)结构,而共享末级cache一般使用静态地址映射机制。该机制将各处理器临时私有访问的数据映射于分布在其他处理器的末级cache中,使得各处理器对临时私有数据的访问延时增加。针对该问题,提出了一种动静结合的共享末级cache地址映射方法。该方法可将原来静态映射于其他处理器末级cache中的临时私有数据动态映射于访问者处理器的本地末级cache中,减少了大量静态映射所造成的长延时非本地末级cache访问,从而有效降低了整个共享末级cache的访问延时,在提高性能的同时降低了功耗和带宽使用。实验结果表明,动静结合的地址映射方式应用于采用环连接互连结构和侦听顺序环协议的CMP结构时,可获得的平均性能提升为9%,最大性能提升为38%。