检索结果-内蒙古大学图书馆

软件学报 2013年第7期24卷 1455-1468页

作者：李丰霍玮陈聪明李龙衷璐洁冯晓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)

时至今日,调试仍然占据软件开发过程中近70%的时间;以断点的设置和检查为基础的传统交互式调试依旧是实际工作中最常用的错误定位手段.日常调试过程中,断点的选择和调试的效率主要依赖于调试人员自身的经验以及对所调试程序的理解程度.... 详细信息

时至今日,调试仍然占据软件开发过程中近70%的时间;以断点的设置和检查为基础的传统交互式调试依旧是实际工作中最常用的错误定位手段.日常调试过程中,断点的选择和调试的效率主要依赖于调试人员自身的经验以及对所调试程序的理解程度.提出一种基于最小调试边界的断点自动生成方法.最小调试边界描述了一个由程序执行轨迹上一组轨迹点构成的结合.该集合具有对错误传播的阻隔性,以及所对应的程序状态规模最小化的特征.受益于最小调试边界(minimum debugging frontier set,简称MDFS)的错误阻隔性,一旦查明其上的程序状态是否符合设计预期,即可确定错误触发位置与该MDFS在程序执行轨迹上的先后顺序,将错误触发的范围限定在MDFS的一侧.而状态规模的最小化也减轻了用户检查断点处语句实例的开销.为评价断点质量,还制定了一组断点评价标准,用于考量断点与程序失效之间的关联性、断点本身的易判性以及对调试收敛的帮助.实验结果表明,采用该方法生成的断点具有检查开销低、加速调试收敛等优势;采用所提供的断点的调试流程,与基于经典错误定位方法的流程相比,能以更低的人工开销定位更多的错误.

关键词：调试断点最小调试边界错误定位依赖分析

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异构并行编程模型研究与进展

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软件学报 2014年第7期25卷 1459-1475页

作者：刘颖吕方王蕾陈莉崔慧敏冯晓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

近年来,异构系统硬件飞速发展.为了解决相应的编程和执行效率问题,异构并行编程模型已被广泛使用和研究.从异构并行编程接口与编译/运行时支持系统两个角度总结了异构并行编程模型最新的研究成果,它们为异构架构和上层应用带来的技术挑... 详细信息

近年来,异构系统硬件飞速发展.为了解决相应的编程和执行效率问题,异构并行编程模型已被广泛使用和研究.从异构并行编程接口与编译/运行时支持系统两个角度总结了异构并行编程模型最新的研究成果,它们为异构架构和上层应用带来的技术挑战提供了相应的解决方案.最后,结合目前的研究现状以及异构系统的发展,提出了异构并行编程模型的未来方向.

关键词：异构并行编程模型异构系统 GPU 编程接口编译运行时系统

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一个支持访存带宽敏感调度的跨执行优化方法

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计算机学报 2014年第7期37卷 1580-1592页

作者：徐地武成岗冯晓兵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

片外访存带宽是共享存储多核系统的主要性能瓶颈.访存带宽敏感的任务调度可以有效缓解并发程序间的访存竞争,提高系统吞吐率.然而调度策略的实施需要关于程序执行的先验知识,给系统用户增加了额外负担;另一方面,并发程序间的带宽竞争使... 详细信息

片外访存带宽是共享存储多核系统的主要性能瓶颈.访存带宽敏感的任务调度可以有效缓解并发程序间的访存竞争,提高系统吞吐率.然而调度策略的实施需要关于程序执行的先验知识,给系统用户增加了额外负担;另一方面,并发程序间的带宽竞争使得运行时收集的程序带宽需求信息不精确,影响了调度效果.在该文中,作者提出了一个低开销、对用户透明的跨执行优化方法解决上述问题.它在运行时识别程序的阶段性(phase)行为,并估算每个phase的独占执行性能;上述信息被存储到数据库中,在程序未来的执行中指导调度,并且信息精度随着程序的多次执行持续增加.上述过程使得带宽敏感调度策略的进行不再需要任何用户信息制导,并且优化了调度效果.作者在基于Intel Xeon处理器的8核系统上实现并评估了该系统,测试结果表明:相对于Linux操作系统(OS)默认的调度策略,该文的方法能平均提高系统吞吐率3.7%,对于某些特定程序组达8.5%.

关键词：进程调度访存带宽总线竞争跨执行优化

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基于OpenCL的Viola-Jones人脸检测算法性能优化研究

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计算机学报 2016年第9期39卷 1775-1789页

作者：贾海鹏张云泉袁良李士刚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

Viola-Jones人脸检测算法是最为成功的可实用的人脸检测算法之一.然而,随着该算法所在领域数据处理规模的不断扩大,现有算法的性能已经越来越无法满足日益增长的交互性与实时性要求.使用GPU计算平台提升该算法性能,以满足日益增长的实... 详细信息

Viola-Jones人脸检测算法是最为成功的可实用的人脸检测算法之一.然而,随着该算法所在领域数据处理规模的不断扩大,现有算法的性能已经越来越无法满足日益增长的交互性与实时性要求.使用GPU计算平台提升该算法性能,以满足日益增长的实时性要求已经成为研究热点.然而,该算法在对GPU的实现和优化中,存在线程间负载不均衡的非规则特性,如果仅使用传统的优化方法,则难以在GPU计算平台上达到较高性能.针对此种情况,该文构建了针对此类算法的并行优化框架,通过Uberkernel、粗粒度并行、Persistent Thread、线程与数据的动态映射、全局及本地队列等优化方法的应用,突破了负载不均衡非规则特性导致的性能瓶颈,大幅提高了人脸检测算法在GPU计算平台上的性能.同时,该文通过对不同GPU计算平台关键性能参数的定义、抽取和传递,实现了该算法在不同GPU计算平台间的性能移植.实验结果表明,与OpenCV2.4中经过高度优化的CPU版本在Intel Xeon X5550CPU上的性能相比,优化后的算法在AMD HD7970和NVIDIA GTX680两个不同GPU计算平台上分别达到了11.24-20.27和9.24-17.62倍的加速比,不仅实现了高性能,而且实现了在不同GPU计算平台间的性能移植.

关键词： OpenCL 负载不均衡任务队列线程与任务动态映射性能移植

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异构架构下基于放松重用距离的多平台数据布局优化

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软件学报 2016年第8期27卷 2168-2184页

作者：刘颖黄磊吕方崔慧敏王蕾冯晓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

异构架构迅速发展,依靠编译器来挖掘应用程序的数据局部性、充分发挥加速设备片上cache的硬件优势,是十分重要的.然而,传统的重用距离在异构背景下面临平台差异性挑战,缺乏统一的计算框架.为了更好地刻画和优化异构程序的局部性,建立了... 详细信息

异构架构迅速发展,依靠编译器来挖掘应用程序的数据局部性、充分发挥加速设备片上cache的硬件优势,是十分重要的.然而,传统的重用距离在异构背景下面临平台差异性挑战,缺乏统一的计算框架.为了更好地刻画和优化异构程序的局部性,建立了一个多平台统一的重用距离计算机制和数据布局优化框架.该框架根据应用在异构架构下的并行执行方式,从统计平均的角度提出了放松重用距离,并以Open CL程序为例给出了它的计算方法,为多平台数据布局优化决策提供统一的依据.为了验证该方法的有效性,在Intel Xeon Phi,AMD Opteron CPU,Tilera Tile GX-36这3个平台上进行了实验,结果表明,该方法在多平台上可获得至少平均1.14x的加速比.

关键词： OpenCL 数据布局重用距离

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非确定性仲裁型物理不可克隆函数设计

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计算机辅助设计与图形学学报 2017年第1期29卷 166-171页

作者：叶靖胡瑜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

物理不可克隆函数(physical unclonable function,PUF)在信息安全领域的应用日益广泛.然而,仲裁型PUF作为一种典型的强PUF,因逻辑确定而易被建模攻击破解;弱PUF虽然对建模攻击免疫,但无法提供较多激励响应对.为解决此问题,提出了一种非... 详细信息

物理不可克隆函数(physical unclonable function,PUF)在信息安全领域的应用日益广泛.然而,仲裁型PUF作为一种典型的强PUF,因逻辑确定而易被建模攻击破解;弱PUF虽然对建模攻击免疫,但无法提供较多激励响应对.为解决此问题,提出了一种非确定性仲裁型PUF,通过结合仲裁型PUF和弱PUF,使非确定性仲裁型PUF的部分布尔逻辑关系取决于弱PUF的不确定性输出,以提高该PUF的逻辑不确定性,进而提高了其抗建模攻击能力.同时,在FPGA上的实验也表明,所提设计具有较高的随机性(50.6%)和稳定性(94.5%).

关键词：物理不可克隆函数仲裁型PUF 弱PUF 建模攻击

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高可扩展性的MHP分析算法

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软件学报 2013年第10期24卷 2289-2299页

作者：印乐黄磊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

并行发生(may happen in parallel,简称MHP)分析计算并行程序中哪些语句可以并行执行,它是并行分析技术的重要组成部分.提出一种针对Java程序的新颖的MHP分析算法.与已有算法相比,新算法抛弃了"子线程只会被父线程等待同步"... 详细信息

并行发生(may happen in parallel,简称MHP)分析计算并行程序中哪些语句可以并行执行,它是并行分析技术的重要组成部分.提出一种针对Java程序的新颖的MHP分析算法.与已有算法相比,新算法抛弃了"子线程只会被父线程等待同步"的假设,以非耦合的方式分别处理start同步和join同步;新算法的处理逻辑虽然更加简单,但却更加完备;在计算控制信息时,新算法不必像已有算法那样通过内联构造全局的控制流图,显著地提高了算法的扩展性.新的MHP算法被用来过滤静态数据竞争检测中虚假的数据竞争.在14个Java测试程序上的实验结果表明,新的MHP算法计算控制信息的开销远远小于已有算法.

关键词： MHP 可扩展性数据竞争静态分析

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任务并行编程模型研究与进展

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软件学报 2013年第1期24卷 77-90页

作者：王蕾崔慧敏陈莉冯晓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

任务并行编程模型是近年来多核平台上广泛研究和使用的并行编程模型,旨在简化并行编程和提高多核利用率.首先,介绍了任务并行编程模型的基本编程接口和支持机制;然后,从3个角度,即并行性表达、数据管理和任务调度介绍任务并行编程模型... 详细信息

任务并行编程模型是近年来多核平台上广泛研究和使用的并行编程模型,旨在简化并行编程和提高多核利用率.首先,介绍了任务并行编程模型的基本编程接口和支持机制;然后,从3个角度,即并行性表达、数据管理和任务调度介绍任务并行编程模型的研究问题、困难和最新研究成果;最后展望了任务并行未来的研究方向.

关键词：任务并行并行编程模型任务窃取调度并行性表达

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静态检测中断驱动程序的数据竞争

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计算机研究与发展 2011年第12期48卷 2290-2299页

作者：霍玮于洪涛冯晓兵张兆庆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(筹) 北京100190

直接运行于微控制器上的中断驱动程序中可能存在一种重要的程序错误:数据竞争.然而当前主流的数据竞争静态检测技术因其服务于多线程模型程序而不适用.设计简明、易用的中断特征描述语言可以使得竞争检测具有平台无关性;同时,提出了一... 详细信息

直接运行于微控制器上的中断驱动程序中可能存在一种重要的程序错误:数据竞争.然而当前主流的数据竞争静态检测技术因其服务于多线程模型程序而不适用.设计简明、易用的中断特征描述语言可以使得竞争检测具有平台无关性;同时,提出了一个流敏感的、上下文敏感的、考虑中断驱动程序原子性、易变性和部分随机性的数据竞争检测算法.该算法具有高效、精确的特点.实验表明,其检测时间与代码规模基本呈线性关系,分析17850行代码仅用时3.6s;同时,相比于基于锁集技术的典型数据竞争检测方法,其准确率平均是后者的2.13倍.

关键词：微控制器中断驱动程序数据竞争检测过程间数据流分析副作用分析

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面向超导量子计算机的程序映射技术研究

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计算机研究与发展 2021年第9期58卷 1856-1874页

作者：窦星磊刘磊陈岳涛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 中国科学院计算技术研究所北京100190

量子程序在量子计算机上执行时可能由于噪声产生错误.先前的量子程序映射策略将量子程序映射至量子计算机中的最健壮的区域上,以获得更高的保真度.在量子计算机上同时映射多个量子程序可以提升量子计算机的通量和资源利用率.但由于健壮... 详细信息

量子程序在量子计算机上执行时可能由于噪声产生错误.先前的量子程序映射策略将量子程序映射至量子计算机中的最健壮的区域上,以获得更高的保真度.在量子计算机上同时映射多个量子程序可以提升量子计算机的通量和资源利用率.但由于健壮资源稀缺、资源分配冲突,并发量子程序映射会导致整体可靠性下降.介绍了量子程序映射,对相关研究进行分类,并深入分析了其特点与区别.此外,针对并发量子程序映射问题提出了一种新的映射策略,包括3个关键设计:1)提出了社区发现辅助量子位划分算法.结合拓扑结构和错误率数据为并发量子程序进行物理量子位划分,提升初始映射可靠性,避免健壮资源的浪费.2)引入了跨程序SWAP操作,降低了并发量子程序的映射开销.3)提出了一种量子程序映射任务的调度框架,用于动态选取并发量子程序,在保证量子计算机保真度的前提下,提升了通量.所提策略较先前工作在程序执行保真度上提升了8.6%,节省了11.6%的映射开销.所设计的系统是一个面向量子计算机的操作系统原型——QuOS.

关键词：量子计算并发程序映射保真度任务调度

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