检索结果-内蒙古大学图书馆

软件学报 2021年第11期32卷 3646-3658页

作者：郭松李涛李宁康宏张玉军王恺南开大学计算机学院天津300350 天津市网络与数据安全技术重点实验室(南开大学) 天津300350 计算机体系结构国家重点实验室(中国科学院) 北京100190 北京上工医信科技有限公司北京100176 中国科学院计算技术研究所北京100190

糖尿病性视网膜病变(糖网病)是导致成年人视觉损失的主要因素之一.早期的眼底筛查可以显著降低这种视觉损失的可能性.彩色眼底图像由于具有采集便利、对人体无伤害等特点,常被用于大规模的眼底筛查工作.对眼底图像中的红色病变点而言,... 详细信息

糖尿病性视网膜病变(糖网病)是导致成年人视觉损失的主要因素之一.早期的眼底筛查可以显著降低这种视觉损失的可能性.彩色眼底图像由于具有采集便利、对人体无伤害等特点,常被用于大规模的眼底筛查工作.对眼底图像中的红色病变点而言,微动脉瘤是轻度非增殖性糖网病的主要标志,出血点与中度及重度非增殖性糖网病的诊断有关,因此,眼底图像中出血点和微动脉瘤的准确分割对糖网病分级诊断具有重要参考价值.提出一种基于多任务学习的分割模型Red-Seg来对出血点和微动脉瘤进行分割.该网络包含两个分支,每个分支处理一种病变点.设计了一种两阶段训练算法,并且两个阶段使用不同的损失函数:第1阶段使用改进的Top-k带权交叉熵损失函数,将模型训练集中在难分样本上;第2阶段将最小化假阳性和假阴性作为Red-Seg模型训练的优化目标,进一步减少病变点误分.最后,在IDRiD数据集上进行模型验证,并与其他病变点分割方法进行对比.实验结果表明,在应用Red-Seg模型进行微动脉瘤和出血点红色病变点分割时,两阶段训练算法可以显著减少病变点误分情况,尤其是出血点分割的准确率和召回率都提高2.8%.同时,与HED、FCRN、DeepLabv3+和L-Seg等图像级分割模型相比,Red-Seg模型在微动脉瘤分割上获得了更好的AUC_PR.

关键词：眼底图像糖网病微动脉瘤分割出血点分割多任务学习

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基于顶点度数的图数据分区域重排序

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高技术通讯 2022年第9期32卷 903-913页

作者：李策章隆兵计算机体系结构国家重点实验室(中国科学院计算技术研究所) 北京100190 中国科学院大学计算机学院北京100190

图计算在机器学习、数据挖掘、网络安全等领域都有着重要应用。而图数据结构不规则且规模巨大,导致访存成为图应用运行时的瓶颈。由于图数据的顶点度数服从幂律分布,许多研究通过重排序图数据使高度数顶点连续储存在相邻位置,从而提升... 详细信息

图计算在机器学习、数据挖掘、网络安全等领域都有着重要应用。而图数据结构不规则且规模巨大,导致访存成为图应用运行时的瓶颈。由于图数据的顶点度数服从幂律分布,许多研究通过重排序图数据使高度数顶点连续储存在相邻位置,从而提升图数据被访问时的时间与空间局部性。然而重排序会破坏原始图数据中存在的群落结构,导致目前基于顶点度数信息的重排序算法在高结构性图数据集上无法产生性能提升。本文针对上述问题提出了一种新的保护图数据结构性的重排序算法,通过对自然图数据集中存在的群落结构进行研究,结合处理器访存结构特性,将图数据集合理划分成不同区域后进行重排序,保护其群落存储顺序以提高重排序后访存时的局部性。本文在通用处理器平台上,对6个不同结构性图数据集和3种图计算应用共18个测试点进行了验证,实验结果表明,该重排序方法相对于原始图数据集实现了平均18.86%的性能提升,相对于目前最优的基于顶点度数信息的轻量级重排序算法实现了平均11.3%的性能提升。

关键词：图数据重排序顶点度数访存局部性幂律分布群落结构

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LFF:一种面向大数据应用的众核处理器访存公平性调度机制

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高技术通讯 2017年第2期27卷 103-111页

作者：张洋李文明叶笑春王达范东睿李宏亮唐志敏孙凝晖计算机体系结构国家重点实验室(中国科学院计算技术研究所) 北京100190 中国科学院大学计算机与控制学院北京100049 数学工程与先进计算国家重点实验室无锡214125

研究了众核处理器的访存公平性问题。针对众核处理器距离访存资源较近的处理单元拥有较大的访存带宽而造成的访存公平性问题,提出了一种面向大数据应用的众核处理器访存公平性调度机制:最少最远(LFF)优先访存。这种机制的原理如下:依据... 详细信息

研究了众核处理器的访存公平性问题。针对众核处理器距离访存资源较近的处理单元拥有较大的访存带宽而造成的访存公平性问题,提出了一种面向大数据应用的众核处理器访存公平性调度机制:最少最远(LFF)优先访存。这种机制的原理如下:依据处理单元距离访存资源的距离以及处理单元访存的次数来调度访存顺序,以保证各个处理单元的公平性。首先,访问次数较少的节点被赋予更高的访存优先权。其次,在具有相同访问次数的节点中,距离更远的节点优先访存。再次,在相同距离的节点中,已被选中优先次数少的有优先级。实验评估表明,该调度机制能够有效解决众核处理器的访存公平性问题,其公平性调度效果优于FR-FCFS,PAR-BS、ATLAS。在1024核情况下,系统异步率由FR-FCFS的15.5%降低到1.89%。

关键词：大数据众核处理器公平性调度

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一种无目录的共享高速缓存一致性协议

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高技术通讯 2015年第5期25卷 445-452页

作者：刘道福陈天石郭琦计算机体系结构国家重点实验室北京100190 中国科学院计算技术研究所北京100190 中国科学院研究生院北京100049

针对使用目录记录各共享缓存块在各核心的私有备份信息的多核和众核并行系统共享高速缓存一致性协议因使用目录造成性能下降的问题进行了研究。研究发现,实际应用的多核和众核系统可以不存储共享缓存块的共享信息,因为多核和众核系统大... 详细信息

针对使用目录记录各共享缓存块在各核心的私有备份信息的多核和众核并行系统共享高速缓存一致性协议因使用目录造成性能下降的问题进行了研究。研究发现,实际应用的多核和众核系统可以不存储共享缓存块的共享信息,因为多核和众核系统大都采用弱一致性协议,根据这种协议,某个核心的写操作不需要立即被其他核心观察到,可以延迟到下一个同步点观察到。基于这一发现,提出了一种不用记录共享信息的无目录的(DirectoryLess)共享高速缓存(Shared cache)一致性协议,简称DLS协议。该协议通过在同步点对不确定是否被其他核心更改的缓存块主动无效的方法,在不需要存储共享信息的目录的情况下来保证多核系统符合弱一致性。用并行程序测试集SPLASH-2对一个16核处理器进行了试验,试验结果表明,相比基于目录的MESI协议,DLS不仅可以完全消除目录及其电路面积,而且可平均提高11.08%的程序性能,减少28.83%的片上网络通讯,以及减少15.65%的功耗。而这一切,只需要改变处理器的设计,并不需要改变编程语言和编译器,因此,该协议无需更改或重新编译即可以兼容现有的代码。

关键词：存储一致性高速缓存一致性协议多核/众核系统弱一致性

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基于硬件辅助的用户态并行程序记录方法

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小型微型计算机系统 2012年第10期33卷 2243-2248页

作者：唐士斌宋风龙王达李文明刘志勇中国科学院计算技术研究所计算机体系结构国家重点实验室北京100190 中国科学院研究生院北京100049

程序调试工作的首要基础是错误可重现,然而并行程序执行过程存在天然的不确定性,尤其在多核处理器上,如何重现并行程序的错误是一个巨大的挑战.现有的方法或记录整个系统的状态或需要细粒度插桩,存在可用性差与运行时开销大等问题.本文... 详细信息

程序调试工作的首要基础是错误可重现,然而并行程序执行过程存在天然的不确定性,尤其在多核处理器上,如何重现并行程序的错误是一个巨大的挑战.现有的方法或记录整个系统的状态或需要细粒度插桩,存在可用性差与运行时开销大等问题.本文首次提出一种基于硬件辅助的面向用户态并行程序的轻量级记录与重放方法,该方法通过软件协助来记录信号、系统调用与操作系统调度相关的序关系;利用硬件记录访存冲突,同时在记录过程中采用基于目录的方法来压缩日志存储.通过在16核模拟平台上评估,本文提出的方法不仅方便了用户态并行程序调试,同时减少了81%的存储日志开销.

关键词：多核并行程序确定性重放访存冲突

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PPTM:一种面向异构系统的主动式任务映射方法

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高技术通讯 2022年第2期32卷 161-172页

作者：龚施俊鄢贵海李晓维中国科学院计算技术研究所计算机体系结构国家重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

在数据高速增长的背景下,异构计算作为满足新兴应用不断提高的算力需求的有效途径,涌现了许多异构加速系统。在这些异构加速系统中,高效的任务映射是充分发挥加速器潜能提升应用程序性能的关键之一。先前工作提出了许多基于有向无环图... 详细信息

在数据高速增长的背景下,异构计算作为满足新兴应用不断提高的算力需求的有效途径,涌现了许多异构加速系统。在这些异构加速系统中,高效的任务映射是充分发挥加速器潜能提升应用程序性能的关键之一。先前工作提出了许多基于有向无环图如何最小化应用程序整体执行时间和最小化异构多处理器之间通信开销等高效的任务映射方法,这些工作通常采用将任务映射到加速器上来提高整个应用的性能。但某些应用程序如果将所有子任务全部映射到加速器上执行,会带来额外的通信开销,进而可能达不到提升性能的预期,甚至造成整个应用程序的性能下降。因此,本文提出了一种基于预测的主动式任务映射算法(PPTM)来应对这样的场景,实现高效的任务映射。实验表明,本文算法能够更准确感知计算任务的运行时状态,大幅提高应用程序的整体性能。

关键词：异构计算异构加速系统任务映射主动式预测算法加速器

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一种基于日志结合分析的集群系统失效预测方法

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高技术通讯 2016年第6期26卷 519-527页

作者：付晓毓任睿詹剑锋孙凝晖计算机体系结构国家重点实验室北京100190 中国科学院计算技术研究所北京100190 中国科学院研究生院北京100049

研究了大规模超级计算机群系统的失效预测。针对现有的单一分析系统日志的方法不仅需要复杂的分布式数据挖掘技术,而且失效预测的召回率普遍不高的问题,提出了一种通过将记载集群系统负载变化的作业日志同系统日志结合起来分析来进行失... 详细信息

研究了大规模超级计算机群系统的失效预测。针对现有的单一分析系统日志的方法不仅需要复杂的分布式数据挖掘技术,而且失效预测的召回率普遍不高的问题,提出了一种通过将记载集群系统负载变化的作业日志同系统日志结合起来分析来进行失效预测的方法。该方法的原理如下:首先,通过对原始系统日志和作业日志进行预处理和过滤,分别得到细粒度的二维的事件序列和作业序列;然后从中抽取出在系统日志的失效事件发生前作业日志所表现出的三种典型失效征兆;最后,利用失效征兆进行失效预测。在真实的IBM Blue Gene/P系统的系统日志和作业日志上的实验结果表明,基于两种日志结合分析的方法能以较高的准确率和召回率实现细粒度的失效预测。

关键词：大规模集群系统系统日志作业日志日志分析失效预测

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基于镜像层关联的Docker注册表缓存预取策略

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计算机科学与探索 2021年第2期15卷 249-260页

作者：张晨邓玉辉暨南大学信息科学技术学院计算机科学系广州510632 中国科学院计算技术研究所计算机体系结构国家重点实验室北京100190

随着容器技术的广泛普及,大型Docker公共注册表使用对象存储服务来解决镜像数量剧增的问题,但这种松耦合的注册表设计导致较高的延迟开销。为了增强注册表性能,提出一种基于镜像层关联的Docker注册表缓存预取策略LCPA,当注册表服务器缓... 详细信息

随着容器技术的广泛普及,大型Docker公共注册表使用对象存储服务来解决镜像数量剧增的问题,但这种松耦合的注册表设计导致较高的延迟开销。为了增强注册表性能,提出一种基于镜像层关联的Docker注册表缓存预取策略LCPA,当注册表服务器缓存未命中时,通过分析镜像元数据文件构建镜像的存储结构,由关联度模型对存储结构计算得到相关镜像层集合,并从后端存储中主动式预取回注册表中以提高缓存命中率。经真实工作负载下收集的Docker数据集测试,实验结果表明LCPA策略比LRU、LIRS和GDFS等缓存算法提高12%~29%的平均缓存命中率,拉取镜像的平均延迟节省率提高了21.1%~49.4%。与现有的LPA预取算法相比,拉取镜像的平均缓存命中率提升25.6%。仿真实验表明该策略可以有效地利用缓存空间,大幅提升注册表的缓存命中率,并降低镜像拉取的延迟开销。

关键词：公共注册表关联度模型缓存命中率主动式预取

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一种基于计算迁移的智能终端商标识别方法

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应用科学学报 2018年第4期36卷 667-678页

作者：张金冯帆孙承君宫晓利南开大学计算机与控制工程学院天津300350 中国科学院计算技术研究所计算机体系结构国家重点实验室北京100190

在移动终端进行商标识别时,使用图像处理技术的传统方法已不再适用.针对这一问题,提出基于计算迁移的智能终端商标识别方法.首先通过分析商标识别应用的组织架构来划分商标识别应用的任务节点;然后构建基于任务节点的应用成本图,设计计... 详细信息

在移动终端进行商标识别时,使用图像处理技术的传统方法已不再适用.针对这一问题,提出基于计算迁移的智能终端商标识别方法.首先通过分析商标识别应用的组织架构来划分商标识别应用的任务节点;然后构建基于任务节点的应用成本图,设计计算迁移的约束条件;最后制定计算迁移的目标函数,以实现应用能耗与应用时长的均衡.实验结果表明,该方法可以提升移动终端商标识别应用的性能,降低本地能耗,增强用户体验.

关键词：计算迁移商标识别云计算目标函数

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利用页面重构与数据温度识别的闪存缓存算法

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计算机科学与探索 2021年第1期15卷 84-95页

作者：曾祥伟邓玉辉暨南大学信息科学技术学院广州510632 中国科学院计算技术研究所计算机体系结构国家重点实验室北京100190

基于闪存的固态盘(SSD)具有比磁盘更加优越的性能,并且在桌面系统中逐渐替代磁盘。但是,尽管在SSD中嵌入了DRAM作为缓存,闪存在不断写入的过程中也可能产生不稳定的写性能,主要是因为逻辑页写入时会频繁引发非覆盖写和垃圾回收操作。针... 详细信息

基于闪存的固态盘(SSD)具有比磁盘更加优越的性能,并且在桌面系统中逐渐替代磁盘。但是,尽管在SSD中嵌入了DRAM作为缓存,闪存在不断写入的过程中也可能产生不稳定的写性能,主要是因为逻辑页写入时会频繁引发非覆盖写和垃圾回收操作。针对此问题,提出了一种叫作PRLRU的新型闪存缓存管理方法,通过页面重构机制以及数据温度识别机制来管理缓存区。页面重构机制把即将回写的有效数据未满一个整页大小的页与多个其他有效数据不足一个页大小的页进行数据重组后再回写至闪存,通过尽可能减少非覆盖写操作来达到减少实际写操作的目的。数据温度识别机制通过对缓存页进行温度等级标记,按预定优先级顺序回写缓存页。对真实负载进行测试,实验结果表明,PRLRU能够有效提高SSD性能并延长SSD使用寿命,与LRU、BPLRU和2QW-Clock三种算法相比,写性能平均分别提高了34.5%、22.8%和28.8%,读性能平均分别提高了12.5%、10.6%和8.3%,垃圾回收数量平均分别降低了10.5%、8.7%和6.3%。

关键词：闪存非覆盖写垃圾回收页面重构数据温度识别

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