并行程序设计环境和工具研究综述

并行程序设计环境和工具已经成为并行程序设计人员的必备工具和得力助手,可以说,没有好的并行程序设计环境和工具,就没有好的并行处理。本文简略回顾并行程序设计环境和工具的研究历史,介绍这些研究的现状和动向,分析有关的关键技术,最后展望并行程序设计环境的发展前景。     

无线传感器网络基于连通性的平面化算法

构建平面拓扑结构是无线传感器网络中一个重要的问题,它是设计许多高效网络协议的基础。传感器网络中许多重要的协议和应用都依赖于平面拓扑结构,比如著名的地理路由协议GPSR、GOAFR等。目前的平面化技术往往都需要网络中节点具有精确的位置测量信息。精确的位置或测距信息在资源受限的传感器网络中往往很难得到,因此基于位置的平面化技术的可应用性受到了很大的限制。设计有效的位置无关的平面化算法成为目前平面化技术研究面临的重要问题。本文提出了一种新的位置无关的分布式平面化算法。该方法仅基于网络的通讯连接关系信息,且运行复杂度低,便于分布式执行。本文通过证明确保所构建拓扑的平面性,并通过仿真实验验证了算法在随机生成网络中的有效性。     

一种故障管理系统的层次化结构设计*

基于故障管理基本原理,提出了一种故障管理系统的层次化结构设计方案,分析了该层次化结构的基本特征,并研究了该结构在高端服务器上的实现技术。实际应用表明,该结构具有可行性,基于该结构实现的故障管理系统可较好地提高服务器可靠性。     

Paleyfly:一种可扩展的高速互连网络拓扑结构

高速互连网络是高性能计算系统的重要组成部分.随着网络规模需求的扩大,如何搭建更大规模的网络是高速互连网络拓扑结构设计的关键.因此,提出一种新型层次化的拓扑结构Paleyfly (PF),其结合了Paley图强正则的特性和Random Regular(RR)图支持任意规模大小的特点.相比其他新型高速互连网络拓扑结构,Paleyfly能够有效解决在路由芯片端口数受限的背景下,Dragonfly (DF)可扩展性受限、Fat tree(Ft)物理成本高、RR结构物理布局难、路由表规模大等问题.同时,根据强正则属性在路由策略上负载均衡的优势,提出了4种路由策略来解决网络的拥塞问题.最后,通过模拟器实验比较分析PF结构与其他拓扑结构及PF结构不同路由策略的性能,验证了PF结构在不同规模以及不同通信模式配置下网络延迟优于RR结构.     

有向传感器网络最大覆盖调度算法

与传统的全向传感器不同,有向传感器可以切换到不同的方向,并且每个方向覆盖有限角度的感应范围.针对有向传感器网络的区域覆盖问题,研究了“最大有向区域覆盖”MDAC(maximum directional area coverage)问题,期望通过调度传感器的工作方向,最大化覆盖区域面积.首先给出了MDAC 的问题定义,使用整数线性规划描述MDAC 问题,并且证明其是NP 完全的.然后提出一种分布式贪心算法DGreedy(distributed greedy algorithm)解决MDAC 问题.在此基础上,通过计算可能的覆盖贡献比例来反映网络拓扑信息.还提出了一种增强的算法PGreedy(distributed probability-enhanced greedy algorithm)使覆盖区域更大.证明了所提算法的收敛性,并通过详细的模拟实验验证了其有效性.     

静态链接动态库的ELF文件软件设计

当今,软件开发人员在开发软件时,常常用到别人写的优秀的动态库.这将导致发布软件出现一些问题.比如,发布的软件变大,冗余代码增多,可移植性变差.更糟的是,在给用户带来不便后,软件开发人员无法提供一个非动态库版本.因此,作者希望开发设计一个软件,它能将软件中用到的动态库的函数、资源转移到软件中.使动态库静态链接.在分析了ELF文件格式规范和动态链接机制的基础上根据软件功能需求,在最简单情形下,分析、设计、编写、测试了该软件.本文将这一过程记录下来,并进行了细致的分析和讨论.     

The TianHe-1A Supercomputer: Its Hardware and Software

This paper presents an overview of TianHe-1A (TH-1A) supercomputer, which is built by National University of Defense Technology of China (NUDT). TH-1A adopts a hybrid architecture by integrating CPUs and GPUs, and its interconnect network is a proprietary high-speed communication network. The theoretical peak performance of TH-1A is 4700 TFlops, and its LINPACK test result is 2566 TFlops. It was ranked the No. 1 on the TOP500 List released in November, 2010. TH-1A is now deployed in National Supercomputer Center in Tianjin and provides high performance computing services. TH-1A has played an important role in many applications, such as oil exploration, weather forecast, bio-medical research.     

存储一致性模型研究

讨论了分布式共享存储系统（Ｄ Ｓ Ｍ）的通用结构及页面管理机制,给出了各种存储一致性模型的正确性条件,并以互斥问题为例,说明了在分布式环境下编程的一些特点,最后,基于作者本人的工作,还讨论了如何提高Ｄ Ｓ Ｍ 系统性能的问题。     

基于认证可信度的BLP模型研究

该文扩展认证可信度的相关概念,描述当前系统中认证和授权相脱节的情况下如何将两者通过认证可信度结合起来,提出认证可信度与BLP相结合的模型:基于认证可信度的BLP模型,要求主体对客体的访问必须经过可信度安全特性和BLP模型安全策略的双重判定。模型体现了实际系统对不同用户认证可信度授予不同访问权限的需要,防止通过弱认证机制获得低认证可信度的用户访问高敏感信息。