分布式存储中的纠删码容错技术研究

近年来,云数据中心故障频发,因而各大机构纷纷采用跨云数据中心多副本技术对数据进行容灾存储.与跨云数据中心多副本技术相比,跨云数据中心纠删码技术可靠性更高、冗余度更低. 但是,现有跨云数据中心纠删码技术无法同时满足低跨云数据中心修复流量、高编码参数适应性和高纠删码构造效率,因而尚未在生产系统中得到普遍应用. 提出一种低跨云数据中心修复流量的纠删码的快速构造方法(fast construction method of the erasure code with small cross-cloud data center repair traffic, FMEL),该方法可在不同编码参数下快速构造具有低跨云数据中心修复流量的纠删码. 具体而言,FMEL首先将纠删码修复组分布方案及用户指定的编码参数转换为定长特征向量,并基于支持向量机对各特征向量进行快速分类以检验其对应纠删码修复组分布方案和编码参数的匹配性——某特征向量属于正类表示其对应纠删码修复组分布方案与编码参数相匹配. 而后,FMEL用一种并行搜索算法从所有通过检验的纠删码修复组分布方案中选出平均跨云数据中心修复流量较小的一个方案,并用一种试错算法将其转换为具有低跨云数据中心修复流量的纠删码的生成矩阵. 跨云数据中心环境中的实验表明,与现有的可在不同编码参数下构造出能达到平均跨云数据中心修复流量下限的最优码的工作相比,FMEL可将纠删码构造用时缩短89%,且在大部分编码参数下,二者构造的纠删码的跨云数据中心修复流量相同. 此外,与其他几类常用纠删码相比,FMEL构造的纠删码可将跨云数据中心修复流量降低42.9%~56.0%.

     

前 言

<正>进入数字经济时代,数据已成为新的核心生产要素,其重要战略资源地位日益凸显,数据潜能的有效激发取决于数据的存储与分析处理.随着先进计算以计算为核心逐步向以数据为中心的不断演进,高效安全存储和智能数据分析成为学术界和产业界广泛关注的焦点.     

基于数据分割的复制算法RSREPL的研究与实现

针对分布存储系统的本质特点,提出了基于数据分割的复制算法RSREPL。性能测试结果表明,与传统的复制算法相比,RSREPL能够提供更高的可用性、持久性和安全性,并且具有较低的系统开销。     

北京市中心商区射频电磁环境测试与分析

城市电磁环境强度的逐渐升高对人体健康和电子系统正常工作构成潜在威胁,为实现对电磁环境状况的快速判别,提出一种电磁环境与人口热力及建筑密度的关联规则挖掘方法. 首先通过两步聚类分别将电磁环境、人口热力、建筑密度数据离散为三种等级,再基于动态阈值FP增长（Frequent Pattern Growth）算法进行规则挖掘,最后筛选出有效的关联规则. 将所提出方法应用于北京城区道路采样的28 424组数据,实验结果表明：人口热力为中、低等级的区域或建筑密度低的区域,电磁环境强度通常低于1.52 V/m;建筑密度高的区域,电磁环境强度通常在1.52～3.50 V/m;而电磁环境强度高于3.50 V/m的情况主要出现在人口热力高的区域. 本文的研究工作为城市电磁环境的快速估计与监测预警提供了新思路和参考.

     

基于校园行为信息网络的生活习惯相似学生搜索

利用大数据分析、深度学习等新一代信息技术,通过掌握学生的兴趣、爱好、生活习惯等,提高人才培养质量已成为当前重要的科学研究问题.寻找具有相似生活习惯的学生对于心理状况及学业状况预警都有着积极的作用.已有的相似生活习惯学生搜索算法无法解释学生之间相似的原因,并且无法拓展性地融合更多数据源.为此提出了基于校园行为信息网络的生活习惯相似学生搜索算法SCALE(similar campus lifestyle miner).SCALE算法通过带约束的元路径计算相似度.SCALE不仅能保留原始数据中的相似语义,同时可以在此基础上拓展性地融合更多数据源.进一步对算法各部分解耦,为SCALE算法设计了并行化策略以提高执行效率.通过真实校园环境数据集上的实验,验证了SCALE算法的有效性和执行效率.     

平板表面温度工程建模研究

为在红外动态战场仿真中实现目标表面温度场的快速计算,需建立平板表面温度工程计算模型.综合考虑外部环境因素及目标内部因素,并利用数学推导及取值分析,获得平板表面温度与外在及内在因素的理论简化表达式.通过控制变量法分析各主要因素对平板表面温度变化速率的影响,并对其进行数学拟合,进而建立了平板表面温度的工程模型.通过与实测数据及商用软件模拟数据的对比,校验了该工程模型的可靠性.结果表明,该工程模型具有快速计算但不失准确性的特点,对目标表面温度场的实时计算具有重要工程应用价值.     

REBCO涂层导体制备技术及其进展

REBCO涂层导体具有J<,c>(77K)高于10<'6>A/cm<'2>的临界电流密度和高的不可逆场H77 K),展示了在液氮温度下非常有实用前景的超导性质,从而成为目前各国竞相研究开发的焦点.简要概述了高温涂层导体薄膜的制备技术,着重介绍了脉冲激光沉积、金属有机物沉积、化学气相沉积、溶胶-凝胶、磁控溅射和液相外延等方法的特征、优缺点和最新发展情况,并对REBCO高温超导涂层导体的应用前景进行了展望.     

带锈涂装水性植酸富锌涂层的制备及其耐蚀性能EI北大核心CSCD

带锈涂装涂料在海洋船舶和电力设备领域有着迫切应用需求,而溶剂型带锈涂料难满足绿色环保的要求,水性带锈耐蚀涂料的开发迫在眉睫。通过片状锌粉和植酸的协同作用成功研制一种应用于带锈钢基材表面的环保型水性植酸富锌涂层,采用附着力拉开法、中性盐雾试验、电化学测试检测附着力与耐蚀性能,利用傅里叶红外光谱仪(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)对腐蚀后涂层表面锈层进行分析,并讨论涂层的防锈转锈机理。结果显示:环氧乳液和固化剂配比为4:1,片状锌粉含量为40%,以植酸为转锈剂时,该涂层对带锈钢基材表现出突出的附着力(11.8MPa)及优异的耐蚀性能。该涂层优势在于:片状锌粉致密堆积延长了腐蚀粒子入侵通道,为基材提供物理屏蔽效果;片状锌粉和钢基材形成若干微电池区,为基材提供牺牲阳极的阴极保护作用;植酸与铁锈形成稳固的植酸铁螯合物,转化锈层进一步保护基材。     

油气弹簧圆盘形缝隙节流分析与特性试验

运用边界层理论推导了紊流状态下缝隙的积分流量表达式,提出了油气弹簧阀片圆盘形缝隙节流的一种研究方法。根据自主研发油气弹簧的结构形式,给出了阀片等效厚度的求解方式以及阻尼阀流量分配示意图,通过上述推导公式以及实际气体状态方程,建立了单气室油气弹簧的数学模型,并对特性进行了仿真和试验。结果表明所建立的油气弹簧圆盘缝隙紊流流量公式和特性数学模型是正确的,对阻尼阀的精确设计具有参考价值。     

纳米楔形光纤探针的制备

基于挤压形变的原理,设计了一种用于制备楔形光纤探针的化学腐蚀简易装置。以普通的石英光纤为材料,通过改变自制夹具的松紧程度引起夹具在光纤上挤压力的变化,使光纤发生形变形成楔形,然后用适当比例的氢氟酸腐蚀液,制备出楔形的光纤探针。该法具有重复性高、探针形貌可控、操作方便、实验费用低廉、易于批量生产、受环境的影响较小、获得的探针表面光滑等优点。实验表明,外力越大,挤压形成的光纤楔角越小,楔形光纤顶端的脊越大,楔角为15°～40°,楔脊可达4μm。