检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：陈荔城中国科学院大学

学位级别：博士

内存系统一直以来是计算机系统的主要瓶颈之一，随着多核时代的来临，“内存墙(Memory Wall)”问题将更加严峻。准确的访存行为分析是进行内存系统研究的基础，而细粒度的访存行为分析（如函数、对象），则对定位程序内部访存瓶颈的来... 详细信息

内存系统一直以来是计算机系统的主要瓶颈之一，随着多核时代的来临，“内存墙(Memory Wall)”问题将更加严峻。准确的访存行为分析是进行内存系统研究的基础，而细粒度的访存行为分析（如函数、对象），则对定位程序内部访存瓶颈的来源，指导程序性能优化具有重要意义。\n HMTT(Hybrid Memory Trace Toolkit)是软硬件结合的内存监测和分析系统，采用硬件侦听技术收集真实系统上的完整访存请求Trace，DDR3协议兼容，支持长时间监测而几乎不引入开销。但是基于硬件侦听的HMTT与上层应用之间存在语义鸿沟问题，其无法直接感知上层发生的语义事件。目前HMTT还是以粗粒度的进程为基本单位进行访存行为分析（区分来自不同进程的访存请求），而尚不支持进程内部更细粒度的上层语义信息，如将访存请求关联到函数、对象信息等。另外目前HMTT通常用于离线访存行为分析，尚不支持在线分析和指导优化。因此本文的主要工作是对HMTT进行完善，实现低开销的软硬件结合的细粒度函数级和对象级访存行为分析;实现HMTT的在线访存分析和反馈，并用于指导虚拟机中页面共享的优化。本文的主要工作包括如下几点:\n (1)本文提出了一种低开销的基于二进制插桩的软硬件结合的函数级访存行为分析方法，该方法可比纯软件工具减小开销10倍以上。使用静态二进制插桩技术，在目标函数调用指令的之前和之后分别插桩一条额外的特殊Tag访存指令，分别对应向底层HMTT发送上层函数调用（入口）、返回（出口）事件的通知，实现对HMTT的访存Trace进行函数级划分。实验结果表明，该方法的准确性高（误差在2％以下），开销低（约为61.9％）。相对地，使用Pin[86]工具获取函数调用路径的运行开销约为19倍[41]。\n (2)本文提出了一种低开销的软硬件结合的细粒度对象级访存行为分析方法，并用于对程序的页表访存热点进行分析和优化，取得了约6.8％的优化效果。通过修改Linux内核，首先导出进程页表的初始化状态，后面监控所有对页表的更新操作，将页表更新信息导出，并向HMTT发送同步Tag访存。同时使用动态库重载方式，监测对象的动态内存分配和释放事件，导出对象的地址空间信息。另外通过对页表本身所在页面的访存的监测，还可实现对象级的页表访存(Page Table Walks)分析。实验结果表明，本方法能够正确识别不同对象的访存模式（误差在2％以下），导致的运行开销很低，平均约为1.6％。使用本方法对两个测试程序BFS和Canneal进行分析，能够识别出导致页表访存的关键对象，并指导程序优化，可分别达到约8.2％和5.5％的性能提升。\n (3)本文提出了一种基于硬件页面访问特性统计的分类内存去重优化方法，可降低页面比较次数约31.5％。通过分析目前KVM虚拟机中KSM(Kernel SamepageMerging)的实现，发现KSM对系统全部内存页面只维护两棵全局比较树将导致较大的页面比较开销（约占KSM运行开销的44％）和大量的无效页面比较（约占总页面比较的83％）。本文提出将页面根据访问特性进行分类的优化方法，使用HMTT硬件监控所有访存请求，并在线维护页面访问特性，定期反馈给KSM软件。KSM软件根据页面访问特性对页面进行分类，将具有相似访问特性的页面聚为一类，在每个页面类别内分别维护本地的局部比较树。对每个候选页面，只需要与本地比较树中的页面节点进行比较，而来自不同类别的页面之间不再需要进行比较。实验结果表明，使用细粒度的子页面访问分布指导页面分类，平均能够降低页面的比较次数约31.5％，平均降低无效比较率约12％。

关键词：访存行为分析页面分类访问特性内存系统软硬件结合

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软硬件结合为用户创造更多价值——机床产业转型升级途径之二

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制造技术与机床 2009年第10期 32-35页

作者：张曙谭惠民黄仲明同济大学江苏省如皋市人民政府中国机械工程学会

传统的机床制造商在销售机床产品时通常不提供软件产品,即使是数控机床,其数控系统的软件也是由系统供应商植入数控系统之中,并非由机床制造商提供。随着机床加工对象的形状越来越复杂、数控机床的功能不断扩展、控制轴数的逐渐增加,要... 详细信息

传统的机床制造商在销售机床产品时通常不提供软件产品,即使是数控机床,其数控系统的软件也是由系统供应商植入数控系统之中,并非由机床制造商提供。随着机床加工对象的形状越来越复杂、数控机床的功能不断扩展、控制轴数的逐渐增加,要充分发挥机床的最大效益、保证用户以最高的工艺安全性和高效率地进行加工,就必须依靠软件的支持。

关键词：机床产品软硬件结合产业转型用户机床制造商价值软件产品数控系统

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软硬件结合的入侵检测系统性能优化方法的研究与实现

软硬件结合的入侵检测系统性能优化方法的研究与实现

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作者：许广鹏北京邮电大学

学位级别：硕士

网络规模迅速发展,云计算、移动互联网、人工智能等多种技术不断出现并快速得到发展,为网民们带来丰富多彩的网络服务生活的同时,也产生了许多的网络安全威胁,网络传输中的恶意流量不断增加,恶意软件数量也呈现出明显的上升趋势。为了... 详细信息

网络规模迅速发展,云计算、移动互联网、人工智能等多种技术不断出现并快速得到发展,为网民们带来丰富多彩的网络服务生活的同时,也产生了许多的网络安全威胁,网络传输中的恶意流量不断增加,恶意软件数量也呈现出明显的上升趋势。为了加强对网络环境中网络设备、隐私信息数据的保护,研发高速网络环境下的入侵检测系统势在必行。应对高速网络下的流量检测难题,提升入入侵检测系统的性能,对保障互联网络的安全具有重要的意义。传统的入侵检测系统往往从字符串匹配算法等软件层面入手进行性能优化,而近年来,出现了高速硬件设备以及人工智能算法等重要新兴技术为创新入侵检测方式,提升入侵检测系统的性能提供了新思路、新方法。本文首先对入侵检测的发展现状进行了分析和研究,总结了通用入侵检测架构,并分析经典的入侵检测架构面临的性能瓶颈。提出了采用硬件加速设备进行网络数据捕获和部分规则处理的工作,来提升入侵检测系统性能的入侵检测模型。该入侵检测模型联合应用以FPGA作为流量数据采集卡和以通用处理器为基础的软件检测资源执行入侵检测过程。为提升该软硬件结合的入侵检测系统的性能,本文从以下三个方面着手改善检测流程,降低检测时延,提升检测性能。首先,提出了规则组织形式,将一条入侵检测规则转化为以协议为根节点的多叉逻辑关系树,同时对逻辑关系树中的检测节点,按照检测内容的不同拆分至不同的检测域表中。除此之外,分析逻辑关系树的检测节点,将部分节点转化为硬件检测规则下发至FPGA板卡,生成硬件电路,加速入侵行为识别。第二,提出了基于网络数据流的流量预测算法。该预测算法关注不同网络协议的流量的时序性特点,和参与检测的会话类数据的流式特征,使用基于门限的循环神经网络算法进行网络中不同协议流量占比的预测。该预测算法相比于其他的流量预测算法,提高了预测的精度,且以数据流为关键特征的预测方案,优于以数据包为特征的预测方案。第三,提出了指导入侵检测系统资源分配的规则重排布方案。该方案以规则对应的入侵行为的危害程度、规则对应的安全事件的发生概率和规则对应的协议在网络中的占比作为关键特征,以基于AHP的权重确定算法确定不同特征的权重,来生成不同规则的排序权重。以排序权重的大小指导入侵检测系统对不同检测规则、不同网络环境的资源分配,优先检测排序权重大的入侵检测规则,优先将权重大的入侵检测规则生成硬件电路,提升了入侵检测系统的性能,降低了入侵检测系统的检测时延。完成相关优化方案的设计后,实现了基于FPGA的软硬检测结合的入侵检测系统,并借助于多种网络设备,搭建了一套测试环境用于测试系统的功能和性能。在实验环境中,以MAWI单位捕获的网络数据经发报机回放作为背景流量,以实验室内部的攻击样本作为攻击流量,设计了验证网络流量预测方案准确性的实验和验证软硬件结合的入侵检测系统性能等多个实验。实验结果表明经过规则优化的软硬件结合的入侵检测系统在丢包率、漏报率和处理时延等方面明显优于未经规则优化的软硬件结合的入侵检测系统。经分析得出结论,经过规则优化的入侵检测系统可以优先检测当前网络环境中的攻击流量,保证整个系统的安全稳定运行。

关键词：入侵检测高速网络流量预测规则分配软硬件结合

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一种软硬件结合的运载火箭推力调节电机动态控制方法

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航天控制 2017年第4期35卷 52-56,61页

作者：孙海峰呼吁邹军北京航天自动控制研究所北京100854

介绍了一种运载火箭推力调节电机速度控制曲线和调节角度的灵活设置方法,该方法采用了软硬件相结合的实现方式,不需要改变软硬件状态,充分发挥了高级语言软件和FPGA的优势,克服了目前步进电机速度控制实现方法的弊端,是一种更加灵活,实... 详细信息

介绍了一种运载火箭推力调节电机速度控制曲线和调节角度的灵活设置方法,该方法采用了软硬件相结合的实现方式,不需要改变软硬件状态,充分发挥了高级语言软件和FPGA的优势,克服了目前步进电机速度控制实现方法的弊端,是一种更加灵活,实用性更强,实时性和精确度更高的步进电机速度和角度控制方法。

关键词：运载火箭推力调节步进电机速度控制软硬件结合

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一种软硬件结合的容错技术研究

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小型微型计算机系统 2017年第1期38卷 184-188页

作者：陆正毅丁勇瞿仙淼尚云海浙江大学超大规模集成电路研究所杭州310027 杭州中天微系统有限公司软件研发部杭州310012

单粒子翻转会使系统发生瞬时故障,基于控制流的错误检测技术,在运行时以基本块为单位由硬件或软件进行签名检验,判断运行是否出错.该技术嵌入签名信息使代码体积膨胀,系统性能下降,存在较多检测盲点.同时当前研究对错误检测后的系统恢... 详细信息

单粒子翻转会使系统发生瞬时故障,基于控制流的错误检测技术,在运行时以基本块为单位由硬件或软件进行签名检验,判断运行是否出错.该技术嵌入签名信息使代码体积膨胀,系统性能下降,存在较多检测盲点.同时当前研究对错误检测后的系统恢复技术尚不成熟.提出一种软硬件结合的控制流容错技术.该技术覆盖大部分的检测盲点,并引入颗粒度校验模式优化代码密度,提高系统性能,同时采用硬件辅助的程序恢复技术来简化恢复流程.本文使用国产嵌入式CK-CPU作为实验平台,实验表明,这种软硬结合的容错技术能以较小的系统开销提高错误检测覆盖率,并针对完全校验模式实现错误恢复的功能.

关键词：单粒子翻转控制流错误检测软硬件结合颗粒度校验模式错误恢复

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软硬件结合学编程--以“无线通信”一课为例(上)

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中国科技教育 2021年第4期 62-63页

作者：野雪莲北京市育英学校

随着《新一代人工智能发展规划》的发布,人工智能成为了我国战略发展的一项重要内容,人工智能的教育应用自然也成为教育领域关注的重点。2017年新修订的《普通高中信息技术课程标准》在必修课程中有机融入了人工智能基础知识,在选择性... 详细信息

随着《新一代人工智能发展规划》的发布,人工智能成为了我国战略发展的一项重要内容,人工智能的教育应用自然也成为教育领域关注的重点。2017年新修订的《普通高中信息技术课程标准》在必修课程中有机融入了人工智能基础知识,在选择性必修课程中设置了“人工智能初步”模块,要求学生通过学习,了解人工智能的发展历程及概念,能描述典型人工智能算法的实现过程,通过搭建简单的人工智能应用模块,亲历设计与实现简单智能系统的基本过程与方法,增强利用智能技术服务人类发展的责任感。

关键词：人工智能智能系统智能技术软硬件结合无线通信必修课程过程与方法有机融入

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软硬件结合学编程--以“无线通信”一课为例(下)