一种多目标蚁群优化的虚拟机放置算法

已有对数据中心虚拟机放置的研究大多为优化数据中心能源消耗和物理机资源浪费等,很少考虑数据中心网络流量的优化,有可能影响数据中心网络的扩展性.为了兼顾考虑物理机资源浪费和网络总流量两个方面,将虚拟机放置建模为多目标优化问题,同时优化2个目标:最小化物理机资源浪费以提高数据中心物理机使用效率;最小化网络总流量以改善数据中心网络的扩展性.设计了一种基于多目标蚁群优化的虚拟机放置算法来求解该问题.仿真实验结果表明,该算法与首次适合递减算法相比降低了物理机资源浪费和网络总流量,算法具备有效性.     

数据中心环境下能耗性能感知的优化方法

针对云计算环境下数据中心高能耗问题,提出了一种能耗性能感知的虚拟机动态整合方法,以优化能耗性能. 首先通过局部回归分析判定主机是否过载,利用均值法检测主机是否轻载,然后根据虚拟机最小迁移时间、最大和最小CPU利用率策略选择要迁移的虚拟机加入到迁移队列,最后运用能耗性能感知的虚拟机部署优化算法对虚拟机进行优化部署. 仿真结果显示,该算法不但提高了系统性能,而且也降低了系统能耗.     

云数据中心面向实时任务的节能调度算法

针对云计算环境下的独立实时任务的节能调度问题进行了研究,设计了一种基于松弛时间的任务调度算法,该算法由实时任务的分配、虚拟机资源的动态扩展以及虚拟机的动态整合3个部分组成,通过计算任务的松弛时间保证任务在截止期限内完成,保证任务的时效性. 同时提出了一种基于多阈值的虚拟机整合策略,以平衡系统负载并降低系统完成任务集合的能耗. 实验表明,与其他算法相比,该算法在保证了任务能够按时完成的基础上,有效降低了系统的整体能耗.     

虚拟仪器环境数据结构与算法的设计和实现

介绍了集成虚拟仪器环境数据结构和算法的设计,提出仪器以模块化、可重复使用及互换性等的软件设计,用邻接链表来表达虚拟仪器的逻辑结构,就虚拟仪器运行时的搜索算法而言,代表虚拟仪器逻辑结构的有向图实际上是顶点活动网络.因此,提出用AOV网络的拓扑排序算法作为虚拟仪器运行时的搜索算法,完成一次搜索代表所连接虚拟处理完一帧数据.该虚拟仪器的功能包括时域和频域分析等.     

基于随机森林的用电行为分析

长期以来窃电问题一直困扰着电力企业,它不仅损害了供电企业的合法权益,扰乱了正常的供用电秩序,而且给安全用电带来了威胁.通过机器学习算法,对电力用电数据进行分析处理,可以预测用户是否存在窃电行为.基于电力数据中用户用电量提取相关特征,结合随机森林算法,提出了一种预测用户是否具有窃电行为的方法.对比多组实验数据,调节特征数量以及算法参数,以提高预测准确率和预测速度.     

针对虚拟可信平台模块的国密算法扩展技术研究

为了规避使用外国密码算法带来的法律风险,满足中国《商用密码管理条例》的合规性要求,响应网络空间安全的自主可控要求,促进虚拟可信计算技术在国内云计算业务的大规模应用,本文对虚拟可信平台模块（vTPM,virtual Trusted Platform Module）和虚拟机信任链相关组件添加了对国密算法（中国国家商用密码算法）的支持。首先,在vTPM中添加对密码算法工具包GmSSL（GM/T Secure Sockets Layer）中散列密码算法SM3和对称密码算法SM4的调用接口,并利用GmSSL的大数运算模块实现国密算法中的非对称密码算法SM2的调用接口,从而为上层应用提供基于国密算法的可信计算功能。其次,在虚拟机信任链相关组件中添加SM3算法的实现代码,达成建立基于国密算法的虚拟机信任链的目标。最后,验证vTPM中调用接口的正确性和建立的虚拟机信任链的有效性,对比基于SM3算法和SHA-1算法虚拟机信任链的虚拟机开机时间。实验结果表明,添加的调用接口正确且有效,并且和基于SHA-1算法虚拟机信任链的虚拟机相比,基于SM3算法虚拟机信任链的虚拟机开机时间只增加3%,在安全性提升的同时其性能损耗在可接受范围。     

Improved multi-objective artificial bee colony algorithm for optimal power flow problem

The artificial bee colony（ABC） algorithm is improved to construct a hybrid multi-objective ABC algorithm, called HMOABC, for resolving optimal power flow（OPF） problem by simultaneously optimizing three conflicting objectives of OPF, instead of transforming multi-objective functions into a single objective function. The main idea of HMOABC is to extend original ABC algorithm to multi-objective and cooperative mode by combining the Pareto dominance and divide-and-conquer approach. HMOABC is then used in the 30-bus IEEE test system for solving the OPF problem considering the cost, loss, and emission impacts. The simulation results show that the HMOABC is superior to other algorithms in terms of optimization accuracy and computation robustness.     

一种面向边缘计算节点能量优化的QoS约束路由算法

在满足节点间端到端时延、可靠性服务要求的基础上,为了解决现有多路径路由协议能耗较高的问题,提出一种面向边缘计算节点能量优化的多服务质量（QoS）约束路由算法（MQEN）.考虑端到端延迟、可靠性、能量消耗的QoS约束条件,采用边缘计算、机器学习相关技术,构建多约束最优路径传感器网络模型,引入能量感知节点唤醒策略、学习自动机奖惩机制.该算法结合边缘计算,预处理节点的原始数据,加快有效数据的传输、处理.采用自动机与环境交互的方式加快算法收敛.使用控制节点休眠激活状态的方法优化网络能量消耗,延长网络生命周期.实验结果证明,MQEN算法可降低网络能量消耗,并且能满足多QoS约束对端到端延迟、可靠性服务的要求.     

一种基于虚拟化的文件杀毒实现方法

针对云计算环境下因虚拟机杀毒和病毒库更新等引发的性能开销及资源占用问题,提出了一种基于虚拟化的云杀毒实现框架--HyperAV,HyperAV能够在较低性能开销的情况下对虚拟机文件进行杀毒,并提供扇区级别的访问控制和隔离机制.通过获取虚拟机运行过程中的扇区更改信息,HyperAV优化了文件病毒的扫描方式,对虚拟机杀毒过程起到了显著加速效果.HyperAV实现了控制-杀毒相互分离的前后端框架,杀毒所需数据可以导入专用杀毒服务集群,从而避免了病毒库的重复更新,解决了因杀毒而使虚拟机运行缓慢的问题.在基于内核的虚拟机虚拟化平台下实现了原型系统.实验结果表明,HyperAV能够在虚拟机较低负载开销的情况下为虚拟机文件提供病毒扫描防护能力.     

异构无线传感器网络能量和距离有效分簇算法

降低能耗、延长网络生存时间，是无线传感器网络设计的重要目标。提出了一种基于虚拟区域划分的适用于异构无线传感器网络的能量和距离有效分簇算法。仿真结果证明，此算法可有效地均衡簇内负载，延长网络的稳定周期和生存时间，提高网络的通信效率。     

云计算下区分服务的演化博弈调度算法

提出了一种基于区分服务的云计算演化博弈调度算法.算法中云任务方通过偏好类型参与对资源的竞争,虚拟机资源方依据其计算型、存储型、带宽型等各类服务评分高低竞争任务,构成一个混合博弈,然后再依据任务调度信息和用户反馈的评分不断演化改进虚拟机资源及其所属种群的各项服务评价,最终得到博弈的均衡.仿真实验结果表明,该算法是有效、可行的,能根据任务类型的差异分配不同特性的虚拟机资源,再依据用户对各项服务的评价,确保不同类别的用户任务的服务质量.     

Imperfect preventive maintenance for numerical control machine tools with log-linear virtual age process

Based on the log-linear virtual age process, an imperfect preventive maintenance policy for numerical control（NC）machine tools with random maintenance quality is proposed. The proposed model is a combination of the Kijima type virtual age model and the failure intensity adjustment model. Maintenance intervals of the proposed hybrid model are derived when the failure intensity increase factor and the restoration factor are both random variables with uniform distribution. The optimal maintenance policy in infinite time horizon is presented. A numerical example is given when the failures of NC machine tools are described by the log-linear process. Finally, a discussion is presented to show how the optimal results depend on the different cost parameters.     

基于建筑虚拟储能的太阳能光伏制冷系统供需匹配性研究

针对太阳能光伏制冷系统使用过程存在的供需不匹配现象,充分利用建筑本身的热惰性和蓄热属性,展开基于建筑虚拟储能的供需匹配性研究。首先,基于DeST建立了上海地区典型办公建筑,在完成可靠性验证的基础上,设计了太阳能光伏制冷系统并预测了典型日光伏阵列的逐时发电量。然后,确定了虚拟储能的充放时间和对建筑负荷的消减情况,并基于虚拟储能技术对制冷机电耗进行了优化,采用本址供能满足负荷占比(OEF)以及本址供能满足自消费占比(OEM)2个评价指标对系统供需匹配进行评价。结果表明:采用虚拟储能后,系统OEF从75.76%提升到86.54%,OEM从75.73%提升到91.05%,当日最大余量电量消减幅度可达54.81%。     

基于SVR的电能质量数据压缩算法

针对电力系统日益突出的海量数据流量的传输和存储问题,提出二维小波与支持向量回归结合算法用于电能质量数据压缩.利用小波变换把二维电能质量图像分解到不同尺度的子空间,对得到的不同方向的小波系数采用不同的数据组织方式.高频子空间系数采用可控制压缩比的ν支持向量回归(ν-SVR)学习系数间的相关性,用稀疏的支持向量表示原始数据,可以达到去冗余和数据压缩的效果.仿真实验利用不同的电能质量事件测试样本,对本文算法与传统支持向量机以及小波阈值法的压缩性能进行测试,结果表明,本文算法的压缩性能相比有了一定的进步.     

基于最大独立链路集的随机虚拟网络映射算法

提出了一种基于最大独立链路集的快速随机虚拟网络映射算法. 基于图论中的匹配理论重新定义了带权图中匹配的概念,并命名为独立链路集,在映射独立链路集中的虚拟链路时首先将物理链路按照资源可用性进行筛选,然后随机映射到单一物理链路上,以此提高虚拟网络映射成功率及减少链路映射消耗,同时随机映射能保证物理网络的负载均衡. 仿真实验表明,该算法能有效减少链路映射的消耗和提高虚拟网络接受率.     

虚拟组织上的高效移动主体通讯迁移算法

根据虚拟组织结构的特点,提出了一种适用于虚拟组织结构上的高效移动主体通讯算法,该算法建立在有限状态模式的移动主体计算模型基础上.在移动主体计算模型中将服务、迁移、通讯等行为作为状态来处理,并利用状态触发机制刻画移动主体的所有工作过程,从时序逻辑上保证每个移动主体行为的原子性.通过引入虚拟组织上的移动主体收件箱（mailbox）机制,实现多移动主体间的高效通讯和迁移,并有效地解决了现有网络条件下的通讯失配问题.实验证明,该算法在迁移失配数和服务有效率两项性能指标上均优于之前的通讯迁移算法,具有强移动模式下移动主体的鲁棒性和智能性,克服了强移动模式下传输数据量过大等缺点.     

传输透明的SoC总线低功耗环算法

为适应地址、读/写数据在不同传输方式下的特性，并保持SoC总线上IP可复用的特点，提出了传输透明的SoC总线低功耗环算法.描述了低功耗传输与总线编码的算法原理，以及在地址线、读/写数据线上的实现结构.在概率模型的基础上进行了分析,低功耗环有效地降低了SoC总线的信号翻转率.通过建立网络终端测试系统，在不同传输方式所占比例不同的情况下进行了测试,结果表明，低功耗环算法达到了降低功耗的目的.     

视觉片上系统芯片

介绍了CMOS图像传感器领域的一个重要研究分支——视觉片上系统(SoC)芯片.重点阐述了视觉SoC芯片的研究背景、应用领域、国内外的研究动态和关键科学技术问题.围绕开展的研究内容和取得的研究成果,详细地介绍了视觉图像信息处理的特征、视觉SoC芯片的架构、芯片的电路设计、视觉SoC芯片实现和测试结果.它具有图像处理速度快、功能强、功耗低、体积小和成本低的优点,在高速运动目标的实时追踪、机器人视觉系统、图像识别、智能交通和虚拟现实等领域具有广泛的应用前景.     

Virtual reconfigurable architecture for evolving combinational logic circuits

A virtual reconfigurable architecture （VRA）-based evolvable hardware is proposed for automatic synthesis of combinational logic circuits at gate-level.The proposed VRA is implemented by a Celoxica RC1000 peripheral component interconnect （PCI） board with an Xilinx Virtex xcv2000E field programmable gate array （FPGA）.To improve the quality of the evolved circuits,the VRA works through a two-stage evolution：finding a functional circuit and minimizing the number of logic gates used in a feasible circuit.To optimize the algorithm performance in the two-stage evolutionary process and set free the user from the time-consuming process of mutation parameter tuning,a self-adaptive mutation rate control （SAMRC） scheme is introduced.In the evolutionary process,the mutation rate control parameters are encoded as additional genes in the chromosome and also undergo evolutionary operations.The efficiency of the proposed methodology is tested with the evolutions of a 4-bit even parity function,a 2-bit multiplier,and a 3-bit multiplier.The obtained results demonstrate that our scheme improves the evolutionary design of combinational logic circuits in terms of quality of the evolved circuit as well as the computational effort,when compared to the existing evolvable hardware approaches.     

Robowler:Design and development of a cricket bowling machine ensuring ball seam position

The art of cricket bowling is complex and arduous owing to the run-up and ball release time energy requirement to achieve speed and variations. Therefore, human bowlers cannot bowl for extended periods and numerous mechanical bowling machines have been built to help batsmen improve their skills during practice sessions. However, most of these existing machines are designed for spherical balls ignoring the distinguishing physical feature of a cricket ball： the raised equatorial seam, which makes it less of a sphere. The bowlers are known to often benefit from this seam in their pursuit to taking the batsmen＇s wicket by imparting swing, spin and bounce variations along-with other bowling variables. This lack of the seam consideration creates a void between human and mechanical bowling. In this work, we present design and development of an automatic bowling machine termed as ROBOWLER to make mechanical bowling more realistic. This machine ensures ball seam position as well as fulfills other constraints. Ball pitching and seam position accuracy results underscore the suitability of this design to enhance the capabilities of mechanical bowling.