检索结果-内蒙古大学图书馆

电子与信息学报 2024年第5期46卷 2111-2121页

作者：肖江吴恩平张世桀伏子豪金海大数据技术与系统国家地方联合工程研究中心武汉430074 服务计算技术与系统教育部重点实验室武汉430074 集群与网格计算湖北省重点实验室武汉430074 华中科技大学计算机科学与技术学院武汉430074

基于有向无环图(DAG)的图式区块链能够显著提升系统性能,已成为近年来业界的研究热点。相较于传统串行化的链式区块链,图式区块链可在单位时间内并发处理大量事务从而提升吞吐量。随着事务量的激增,图式区块链面临事务执行效率低的瓶颈... 详细信息

基于有向无环图(DAG)的图式区块链能够显著提升系统性能,已成为近年来业界的研究热点。相较于传统串行化的链式区块链,图式区块链可在单位时间内并发处理大量事务从而提升吞吐量。随着事务量的激增,图式区块链面临事务执行效率低的瓶颈问题,即海量事务执行对状态数据访问的需求大幅增加,导致高昂的输入/输出(I/O)开销。实现低I/O访问主要包括两方面的全新挑战:一方面,图式区块链若直接采用传统的事务预取机制,将因执行逻辑不一致引入大量的陈旧读;另一方面,针对不同账户的状态访问会在默克尔树的高层节点中造成重复的I/O开销。为此,本文设计基于流水线的图式区块链高效事务执行机制—ErlangShen,包括Epoch粒度的状态预取机制和默克尔高层路径缓存机制来分别减少陈旧读的数量和重复的I/O开销。具体而言,ErlangShen充分分析并利用了事务访问频次的冷热特征,将访问热事务的逻辑执行与冷事务的状态预取并行化,以避免状态预取对事务执行的影响。此外,为了进一步提升事务执行的吞吐量,根据访问冷热状态事务的特性设计了定制化的并发控制方法。实验结果表明,ErlangShen机制能够减少约90%的陈旧读数量,与最新图式区块链事务处理机制Nezha相比,可将性能提升3~4倍。

关键词：区块链图式区块链 I/O优化并发控制状态树

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LMSA:NVM环境下高性能动态图处理数据结构

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计算机学报 2022年第7期45卷 1446-1461页

作者：祝贺华强胜金海廖小飞大数据技术与系统国家地方联合工程研究中心武汉430074 服务计算技术与系统教育部重点实验室武汉430074 集群与网格计算湖北省重点实验室武汉430074 华中科技大学计算机科学与技术学院武汉430074

在过去十数年,来自网络与社交网络的图信息量在急剧增长,这种本质上动态变化的图对存储、分析与处理的实时性需求越来越高.新兴的非易失性内存(Non-Volatile Memory,NVM)技术具有高密度、高可扩展性和接近零待机功耗的优点,同时由于字... 详细信息

在过去十数年,来自网络与社交网络的图信息量在急剧增长,这种本质上动态变化的图对存储、分析与处理的实时性需求越来越高.新兴的非易失性内存(Non-Volatile Memory,NVM)技术具有高密度、高可扩展性和接近零待机功耗的优点,同时由于字节寻址等特性被认为是替代DRAM的潜在候选者,它们可以满足动态图信息快速增长的存储与处理要求.然而,由于NVM的硬件限制和数据一致性要求,传统动态图数据结构在NVM环境下效率低下.为了解决NVM环境下动态图数据结构存在的读写不对称和耐久性低等问题,本文设计与实现了层级合并排序数组(Level Merge Sorted Array,LMSA),它是一种支持在对数时间内同时完成读与写操作的动态图数据结构,它使用层级数组存储动态图中边信息来提升查询速度与减少因动态图数据结构性质维护而产生的写次数.为了低开销地保证数据一致性,LMSA利用无日志记录一致性方案进行插入、删除和更新等操作.在配置了英特尔傲腾持久内存DCPMM(Intel Optane DC Persistent Memory Module)机器上的实验结果表明,与最新的动态图数据结构Stinger和GraphTinker相比,LMSA插入操作吞吐量是Stinger的4.3~12.6倍,是GraphTinker的1.4~4.35倍,其删除操作吞吐量是Stinger的5.7~20.1倍,是GraphTinker的1.4~4.58倍.

关键词：动态图非易失性内存数据结构写优化崩溃一致性

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ElasticDAG:弹性图式区块链

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软件学报 2024年第11期35卷 5279-5305页

作者：岳镜涛肖江张世桀程凤陈汉华金海大数据技术与系统国家地方联合工程研究中心(华中科技大学) 湖北武汉430074 服务计算技术与系统教育部重点实验室(华中科技大学) 湖北武汉430074 集群与网格计算湖北省重点实验室(华中科技大学) 湖北武汉430074 华中科技大学计算机科学与技术学院湖北武汉430074

图式区块链采用有向无环图(directed acyclic graph,DAG)的并行拓扑结构,相较于基于串行拓扑结构的传统链式区块链,能够显著提升系统性能,已受到业界广泛关注.然而,现有图式区块链的共识协议与存储模型高度耦合,缺乏灵活性,难以适应多... 详细信息

图式区块链采用有向无环图(directed acyclic graph,DAG)的并行拓扑结构,相较于基于串行拓扑结构的传统链式区块链,能够显著提升系统性能,已受到业界广泛关注.然而,现有图式区块链的共识协议与存储模型高度耦合,缺乏灵活性,难以适应多元化应用需求.同时,大部分图式区块链在共识协议层面上缺乏灵活性,局限于概率性共识协议,难以兼顾确认延迟和安全性,尤其对于延迟敏感型应用很不友好.为此,提出弹性图式区块链系统ElasticDAG,其核心思想是将存储模型和共识协议进行解耦,让两者并行、独立地运行,从而灵活适配多元化应用.针对提升系统吞吐量和活性的需求,为存储模型设计自适应区块确认策略和基于划分的确认区块排序算法;针对降低交易确认延迟的需求,设计低延迟DAG区块链混合共识协议.实验结果表明,ElasticDAG原型系统在广域网下的吞吐量高达11 Mb/s,并具有10秒级确认性能.与OHIE相比,Elastic DAG在实现同等吞吐量的情况下,可将确认延迟降低17倍;与Haootia相比,Elastic DAG在实现同等共识延迟的情况下,可将安全性从91.04%提升到99.999914%.

关键词：图式区块链混合共识协议 BFT协议存储模型弹性区块链系统

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仿真网格中服务的最优化调度机制研究

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小型微型计算机系统 2009年第1期30卷 8-12页

作者：邝坪金海袁平鹏服务计算技术与系统教育部重点实验室集群与网格计算湖北省重点实验室华中科技大学计算机学院湖北武汉430074

在网格中,如何为任务提供最优化资源服务是一个十分复杂的问题.本文以仿真网格为基础,建立一种服务的最优化调度的理论模型.根据这种理论模型,提出一种新的遗传模拟退火算法.从而形成一种仿真网格环境下服务的最优化调度机制.为了验证... 详细信息

在网格中,如何为任务提供最优化资源服务是一个十分复杂的问题.本文以仿真网格为基础,建立一种服务的最优化调度的理论模型.根据这种理论模型,提出一种新的遗传模拟退火算法.从而形成一种仿真网格环境下服务的最优化调度机制.为了验证这种机制的可行性和有效性,开发一个基于此服务调度机制的仿真网格运行管理系统.通过这个系统的仿真实验表明:这种服务的最优化调度机制具有良好的可行性和有效性.

关键词：仿真网格服务调度遗传模拟退火算法

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区块链网络综述

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软件学报 2024年第2期35卷 773-799页

作者：司冰茹肖江刘存扬戴小海金海大数据技术与系统国家地方联合工程研究中心湖北武汉430074 服务计算技术与系统教育部重点实验室湖北武汉430074 集群与网格计算湖北省重点实验室湖北武汉430074 华中科技大学计算机学院湖北武汉430074

区块链是典型的分布式系统,底层网络的性能和安全性至关重要.区块链网络的本质是P2P网络,然而在安全模型、传输协议和性能指标等方面与传统P2P网络存在明显差异.首先,针对区块链网络的传输流程进行全面、深入地分析,阐明区块链网络所面... 详细信息

区块链是典型的分布式系统,底层网络的性能和安全性至关重要.区块链网络的本质是P2P网络,然而在安全模型、传输协议和性能指标等方面与传统P2P网络存在明显差异.首先,针对区块链网络的传输流程进行全面、深入地分析,阐明区块链网络所面临的瓶颈挑战.其次,针对区块链网络拓扑结构和传输协议的最新研究工作,从节点异构性、编码方案、广播算法和中继网络等方面系统性地分类梳理,并归纳总结跨链网络实现和网络仿真工具.最后,探讨区块链网络的未来研究趋势.

关键词：区块链拓扑结构传输协议跨链网络仿真工具

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基于MapReduce的数据密集型应用性能优化研究

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武汉理工大学学报 2010年第20期32卷 36-40,45页

作者：刘超金海蒋文斌李浩华中科技大学计算机科学与技术学院服务计算技术与系统教育部重点实验室&集群与网格计算湖北省重点实验室武汉430074

MapReduce是一种大规模数据处理的分布式编程模型,基于MapReduce实现的数据密集型应用,能够自动完成任务的分发和并行处理。该文验证了该模型的可扩展性,并针对现有部署方法存在的效率问题,提出针对数据密集型应用的资源需求特性,采用... 详细信息

MapReduce是一种大规模数据处理的分布式编程模型,基于MapReduce实现的数据密集型应用,能够自动完成任务的分发和并行处理。该文验证了该模型的可扩展性,并针对现有部署方法存在的效率问题,提出针对数据密集型应用的资源需求特性,采用基于参数优化的方法,以缩短MapReduce任务的执行时间。实验表明,调整参数后的优化方案具有更好的执行效率。

关键词： MapReduce 海量数据处理数据密集型应用性能优化

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FS-Net:面向时序知识图谱推理的频次统计网络

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软件学报 2023年第10期34卷 4518-4532页

作者：刘康正赵峰金海大数据技术与系统国家地方联合工程研究中心湖北武汉430074 服务计算技术与系统教育部重点实验室湖北武汉430074 集群与网格计算湖北省重点实验室湖北武汉430074 华中科技大学计算机科学与技术学院湖北武汉430074

时序知识图谱推理吸引了研究人员的极大关注.现有的时序知识图谱推理技术通过建模历史信息取得了巨大的进步.但是,时变性问题和不可见实体(关系)问题仍然是阻碍时序知识图谱推理模型性能进一步提升的两大挑战;而且由于需要对历史子图序... 详细信息

时序知识图谱推理吸引了研究人员的极大关注.现有的时序知识图谱推理技术通过建模历史信息取得了巨大的进步.但是,时变性问题和不可见实体(关系)问题仍然是阻碍时序知识图谱推理模型性能进一步提升的两大挑战;而且由于需要对历史子图序列的结构信息和时间依赖信息进行建模,传统的基于嵌入的方法往往在训练和预测过程中具有较高的时间消耗,这极大地限制了推理模型在现实场景中的应用.针对以上困境,提出了一个用于时序知识图谱推理的频次统计网络,FS-Net.一方面,FS-Net不断基于最新的短期历史的事实频次统计,动态地为变化的时间戳上的预测生成时变的得分;另一方面,FS-Net基于当前时间戳上的事实频次统计,为预测补充历史不可见实体(关系);特别地,FS-Net不需要进行训练,而且具有极高的时间效率.在两个时序知识图谱基准数据集上的大量实验,表明了FS-Net相较于基准模型的巨大提升.

关键词：时序知识图谱事实频次统计时变性不可见信息

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FJoin:一种基于FPGA的流连接并行加速器

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中国科学：信息科学 2022年第2期52卷 314-333页

作者：林力韬陈汉华金海华中科技大学计算机科学与技术学院大数据技术与系统国家地方联合工程研究中心服务计算技术与系统教育部重点实验室集群与网格计算湖北省重点实验室武汉430074

流连接广泛应用于提取多源流数据之间的关键信息,是大数据处理的重要支撑技术.但连接两条大数据流时大规模的连接谓词计算,使其易成为性能瓶颈.为提高处理性能,流连接系统常采用并行和分布式两种方式扩展.然而,采用多核并行的流连接系... 详细信息

流连接广泛应用于提取多源流数据之间的关键信息,是大数据处理的重要支撑技术.但连接两条大数据流时大规模的连接谓词计算,使其易成为性能瓶颈.为提高处理性能,流连接系统常采用并行和分布式两种方式扩展.然而,采用多核并行的流连接系统的扩展性受到CPU核数限制,无法应对大规模数据流.采用分布式扩展的流连接系统由于引入分布式框架运行的开销,导致硬件处理效率严重下降.为实现高效大规模扩展,本文提出一种利用FPGA加速器外设向上扩展的流连接系统FJoin.加速器可进行高并行的流动连接,载入多个流元组后,连接窗口中的数据流经一次即可完成所有连接计算.对于逻辑容易在FPGA实现的连接谓词,通过大量基本连接单元串联构成深度连接流水线,实现大规模并行.通过主机CPU和FPGA设备协同进行连接控制,将连续的流连接计算划分为独立的小批量任务,高效地保证并行化流连接的完整性.在装备FPGA加速卡的平台实现了FJoin,基于大规模真实数据集的测试结果表明,对比部署在40个节点集群上的目前最好的分布式流连接系统,本文提出的流连接加速器FJoin可在单一FPGA加速卡上将连接计算速度提升16倍,达到5倍的系统吞吐,且时延满足实时流处理要求.

关键词：流连接 FPGA 流处理硬件加速并行计算

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基于VCA模式的网格信息集成策略

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华中科技大学学报（自然科学版） 2007年第S2期35卷 8-11页

作者：孙傲冰金海郑然章勤华中科技大学计算机科学与技术学院服务计算技术与系统教育部重点实验室集群与网格计算湖北省重点实验室湖北武汉430074

提出基于虚拟客户端访问(virtual client access,VCA)模式的网格异构信息集成策略,以松耦合的架构提供了系统无关的信息资源封装模型.该模型将异构信息系统的虚拟客户端封装为网格服务,使网格能够以与物理客户端相同的方式和信息系统进... 详细信息

提出基于虚拟客户端访问(virtual client access,VCA)模式的网格异构信息集成策略,以松耦合的架构提供了系统无关的信息资源封装模型.该模型将异构信息系统的虚拟客户端封装为网格服务,使网格能够以与物理客户端相同的方式和信息系统进行交互,在保证信息集成效率的同时,实现了网格平台和本地信息系统的访问控制模式和作业管理方式的无缝结合.试验结果表明,基于VCA的模式有效地保证了信息的集成效率,适合于复杂网格环境下的集成应用.

关键词：虚拟客户端访问网格信息集成网格服务

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将并行计算纳入本科教育深化计算机学科创新人才培养

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高等工程教育研究 2016年第6期64卷 108-112页

作者：陆枫金海华中科技大学计算机科学与技术学院华中科技大学服务计算技术与系统教育部重点实验室集群与网格计算湖北省重点实验室大数据技术与系统湖北省工程实验室

目前,围绕学生的计算思维和计算机系统能力培养的计算机专业本科课程体系改革正在悄然展开,从知识、思维和实践三个方面改革课程体系,培养计算机学科创新人才。然而,随着多核技术的普及与大数据时代的到来,以冯·诺依曼结构为代表... 详细信息

目前,围绕学生的计算思维和计算机系统能力培养的计算机专业本科课程体系改革正在悄然展开,从知识、思维和实践三个方面改革课程体系,培养计算机学科创新人才。然而,随着多核技术的普及与大数据时代的到来,以冯·诺依曼结构为代表的串行计算知识内容体系已不能满足时代对技术发展的要求。国内外著名高校已开始将并行与分布式计算纳入本科课程体系,开设并行与分布式计算本科系列课程,培养学生的并行计算思维和并行计算系统能力。实践证明,并行与分布式计算系列课程的开设,不仅能够培养出具有挑战国际并行计算比赛能力的本科生,而且能够得到学生和同行教师们的认同。

关键词：计算机本科课程体系改革并行与分布式计算专业基础能力培养

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