未来新型计算模式—云计算

云计算是近两年IT行业的新型计算模式,它将对人们未来的生活方式和工作模式产生深刻的影响。文章介绍了云计算的演变过程、定义、特点以及它的主要形式,探析了云计算的关键技术、与网格计算的区别和应用现状,最后对云计算的未来趋势作了前景展望。     

普适计算的信任计算模型

信任和安全有紧密的联系,当前的安全技术都隐含地与信任相关.普适计算环境是一个开放的环境,相互合作的主体具有自发性和不可预知性.在互相不知道的主体之间进行交互,必须有足够级的信任.普适计算比传统计算更强调信任的作用.本文在分析普适计算的信任特征后给出了适合该环境的信任计算模型.证明了普适计算环境中的信任关系是偏序关系,根据信任Hasse图,我们给出了信任评估机制.最后分析表明该模型满足Lamsal的普适计算信任建模要求.     

Quantum Computing vs. Coherent Computing

In this review article, we compare the performance of two computing systems: quantum computing and coherent computing. A layered architecture for circuit-model quantum computing, employing surface code quantum error correction, has been recently discussed. Using this concrete hardware platform, it is possible to provide resource analysis for executing the fault-tolerent quantum computing for prime number factoring and molecular eigen-energy calculation that cannot be solved by the present day computing systems. A particular quantum computing system could solve such problems on the time scale of 1-10 days by using 10⁸ – 10⁹ physical qubits. We discuss an alternative computing system based on an injection-locked laser network wnicn is called a coherent computing system here. A three-dimensional Ising model is mapped onto the mutually injection-locked slave laser network, while the independent injection signal from a master laser implements a Zeeman Hamiltonian. In this computing system, an Ising spin taking either up or down state is represented by the polarization degrees of freedom, right or left circular polarizations, of the lasing photons in each slave laser. A spin-spin coupling coefficient is implemented by simple linear polarization optics connecting the two slave lasers. We numerically study the scaling law of the proposed machine against the anti-ferromagnetic Ising model with varying problem size M. A transient time to reach a steady state polarization configuration is inversely proportional to the locking bandwidth and does not depend on the problem size strongly up to M=1000.     

一种新的计算方法:粒度进化计算

从分析进化计算的起源入手,总结了进化计算产生的根源,然后探讨了人类进化——文化进化的基本特征,模仿进化计算的来源机制,提出了粒度进化计算。如果说进化计算是模拟达尔文生物进化机制而发展起来的一种计算方法,那么粒度进化计算则是在模仿文化进化机制的基础上,综合了Agent技术以及粒度计算、进化计算的理论和方法而提出的一种计算方法。文中,从群进化和超群进化两方面来介绍粒度进化计算的基本原理和方法,并给出了基于粒度Agent系统的粒度进化递归模型。     

边缘计算中的计算卸载综述

边缘计算可以有效解决传统云计算中传输时延大、用户数据安全性不够高、传输带宽压力大以及终端移动设备计算能力受限、能耗大等问题.计算卸载是边缘计算中的关键技术,针对当前计算卸载技术的研究现状和存在的不足,本文围绕计算卸载,首先介绍边缘计算的体系架构以及部分应用和分析4种主要的影响因素以及相应具体的条件;其次针对3种决策目标分析了算法策略及对应变量在算法中的作用;最后总结目前在计算卸载中存在的不足.     

DNA计算中的数据与计算模型

对DNA计算的通用性及单链、双链、粘性末端、发夹、质粒、k-臂DNA分子等各种数据作了简单介绍,并对基于DNA分子结构特性和基于DNA计算机研制过程两个方面的DNA计算模型进行了分析对比。针对各种不同的DNA数据及特性,提出了混合DNA计算模型的研究思路,并从不同角度论述了混合DNA计算模型的可行性。     

网格计算与对等计算的比较研究

对网格计算和对等计算从概念、目标、体系结构、组成团体、资源、安全需求、应用、基础架构和特征等方面进行了深入比较，总结了各自的特点，最后对二者的研究方向进行展望．     

Fault-Tolerant Computing

Critical computer applications will grow explosively in the next decade, demanding systems that are reliable and available. Fault tolerance provides the tools to build such systems.     

云环境下计算资源适用性评估

随着云计算和虚拟化技术的发展,一种应用不再是只能部署在一台物理机上,而是可将物理机的计算资源虚拟化成一台虚拟机来部署该应用。传统的分配物理资源放置虚拟机,只考虑应用所需资源是否充足,而未考虑应用类型对物理资源需求的特殊性。本文提出计算资源适用性概念--计算资源当前状态适合部署的应用类型。当需要部署某一应用时,首先判别应用所属类型,同时获取应用对资源占用量;然后根据当前候选资源节点的监控数据,分别进行静态评估和动态评估,计算出综合评估结果,得出部署应用的虚拟机和物理机的映射关系。实验结果表明,与传统的虚拟机放置算法相比,提出的计算资源适用性评估算法,使得应用响应时间变短,提高了应用效率与资源利用率。     

云计算与网格计算的比较研究

网格计算是一种能够整合零散资源并实现资源共享和协同工作的计算模式;云计算是网格计算、并行计算、分布式计算的发展,是一种新兴的商业计算模式。它具有与网格计算不同的新的特点。该文在研究网格计算与云计算概念的基础上从体系结构、专注方向、资源管理、作业调度等多种角度对网格计算与云计算进行了分析和研究。云计算所采用的商业理念、成熟的资源虚拟化技术以及非标准化的规范,使其体系结构、资源管理、作业调度等方面呈现出了不同的特点,也更适宜于为用户提供按需服务的目标,但在安全方面仍需不断完善。     

移动边缘计算中的协同计算卸载策略

针对单边缘服务器卸载时导致异地边缘服务器空闲状态下资源浪费问题,在远程云与多个边缘服务器联合卸载的方案下,提出一种基于改进混合粒子群算法的边缘云协同计算卸载策略（cross reorganization PSO,CRPSO）。该卸载策略中以最小化系统总代价（时延和能耗的加权和）为目标建立模型,在粒子群算法中利用适应度对粒子进行优劣分组,通过引入遗传算法中的交叉思想对劣势组的粒子进行取优,由两层筛选机制优化原始种群中粒子,经过算法迭代实现任务的最优卸载策略。仿真结果表明,与Local-MEC算法、ECPSO算法和GCPSO算法相比,所提出的CRPSO算法的系统总代价最小,优化效果明显。