检索结果-内蒙古大学图书馆

软件学报 2020年第10期31卷 3120-3146页

作者：张倩颖赵世军首都师范大学信息工程学院北京100048 中国科学院软件研究所北京100190 华为技术有限公司北京100195 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 高可靠嵌入式系统北京市工程研究中心(首都师范大学) 北京100048

计算设备处理和存储日益增多的敏感信息,如口令和指纹信息等,对安全性提出更高要求.物理攻击技术的发展催生了一种通过攻击电路板级硬件组件来获取操作系统机密信息的攻击方法:电路板级物理攻击.该类攻击具有工具简单、成本低、易流程... 详细信息

计算设备处理和存储日益增多的敏感信息,如口令和指纹信息等,对安全性提出更高要求.物理攻击技术的发展催生了一种通过攻击电路板级硬件组件来获取操作系统机密信息的攻击方法:电路板级物理攻击.该类攻击具有工具简单、成本低、易流程化等特点,极容易被攻击者利用形成黑色产业,是操作系统面临的新安全威胁和挑战.在处理器上扩展内存加密引擎可抵抗该类攻击,但是目前大部分计算设备并未配备该硬件安全机制.学术界和产业界提出软件方式抗电路板级物理攻击的操作系统防御技术,该类技术已成为近年来的研究热点.深入分析了该类技术的研究进展,总结其技术优势和不足,并探讨其发展趋势.首先,介绍了电路板级物理攻击的定义、威胁模型、现实攻击实例.之后,介绍软件方式抗电路板级物理攻击的操作系统防御技术所依赖的一些基础技术.然后,对该类防御技术的研究进展按照保护范围进行分类总结和归纳.最后,分析了该类防御技术的优势与不足,给出工程实现建议,并探讨该类防御技术未来的研究趋势.

关键词：内存保护物理攻击内存加密内存完整性

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红黑Gauss-Seidel Stencil并行性和局部性优化

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计算机科学 2022年第5期49卷 363-370页

作者：纪璎芮袁良张云泉大连海洋大学信息工程学院辽宁大连116023 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

Stencil(模版计算)是一类常见的循环嵌套计算模式,被广泛应用于计算电磁、天气模拟、地球物理、海洋模拟等许多科学和工程模拟应用中。随着现代处理器体系结构的发展,多核和多层存储层次不断加深,研究并行性和局部性成为了提高程序运行... 详细信息

Stencil(模版计算)是一类常见的循环嵌套计算模式,被广泛应用于计算电磁、天气模拟、地球物理、海洋模拟等许多科学和工程模拟应用中。随着现代处理器体系结构的发展,多核和多层存储层次不断加深,研究并行性和局部性成为了提高程序运行速度的主要途径。分块是开发数据局部性和程序并行性的主要技术之一,目前,针对Stencil已提出了大量高效分块和向量化方法,但大多局限于具有较高并行度的Jacobi类型的Stencil。Gauss-Seidel Stencil具有更优的收敛速度,被广泛应用于多重网格的计算中。这类Stencil的数据依赖更为复杂,文中面向红黑排序的Gauss-Seidel Stencil设计了一种并行分块和向量化算法,提升了Gauss-Seidel Stencil的数据局部性、中粒度多核并行性以及核内细粒度并行性。实验结果证实了本文方案的有效性。

关键词： Stencil计算分块 Gauss-Seidel

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面向CT图像小目标病灶区域的智能化检测算法研究

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小型微型计算机系统 2023年第8期44卷 1792-1797页

作者：许金亚裴颂文上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093 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

由于计算机断层扫描(Computed Tomography,CT)医学图像的大部分病灶区域面积较小,传统目标检测模型容易造成小目标病灶区的漏检和误检.针对此问题,本文提出了一种具有注意力机制的特征金字塔网络(Attention Feature Pyramid Network,AFP... 详细信息

由于计算机断层扫描(Computed Tomography,CT)医学图像的大部分病灶区域面积较小,传统目标检测模型容易造成小目标病灶区的漏检和误检.针对此问题,本文提出了一种具有注意力机制的特征金字塔网络(Attention Feature Pyramid Network,AFPN),将特征提取网络的输出结果依次输入到通道注意力模块和空间注意力模块中,并与原来的特征层融合,从而在通道层次和特征点层次上对小目标病灶区分别进行特征增强,减少对病灶区的漏检.同时,本文提出了包含信心分数乘积项的损失函数,可以提高被识别错误的样本损失权重,减少对病灶区的误检.实验结果表明,本文模型在小目标病灶区的平均检测精度比3DCE(3D Context Enhanced region-based CNN)模型提高了5.2%,比MSB(Multi-Scale Booster)模型的检测精度提高了4.4%.

关键词：目标检测医学影像注意力机制特征金字塔网络

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面向低剂量CT图像的多生成器对抗网络降噪模型的研究

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小型微型计算机系统 2020年第12期41卷 2582-2587页

作者：裴颂文樊静沈天马顾春华上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093 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

针对低剂量计算机断层扫描将导致扫描图像噪声高的问题,本文提出了一种用于图像降噪的多生成器的生成对抗网络(TriGAN)模型.首先提出了三个生成器的并行结构对不同类型噪声进行有针对性的图像降噪;其次引入残差网络,避免梯度消失等问题... 详细信息

针对低剂量计算机断层扫描将导致扫描图像噪声高的问题,本文提出了一种用于图像降噪的多生成器的生成对抗网络(TriGAN)模型.首先提出了三个生成器的并行结构对不同类型噪声进行有针对性的图像降噪;其次引入残差网络,避免梯度消失等问题,保证训练阶段的稳定和高效;最后,利用谱归一化方法解决生成对抗网络在训练过程中可能出现的模式坍塌和慢收敛的问题.实验结果表明,TriGAN和其他深度学习模型DnCNN和GAN等相比较,图像的峰值信噪比达到26.67,平均提高了4.5%;结构相似性达到0.98,平均提高了1.5%.此外,采用TriGAN模型降噪后的断层扫描图像亨氏单位的平均值为32.61,标准差为58.91,最接近标准剂量CT样本图像的断层扫描数.

关键词：生成对抗网络图像降噪谱归一化残差网络

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针对图神经网络加速器性能评估的标准测试集

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高技术通讯 2022年第7期32卷 663-673页

作者：宋新开支天孔维浩杜子东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 中科寒武纪科技股份有限公司北京100191

图神经网络(GNN)算法在图结构数据处理任务中取得了突破性的成功。然而,针对图神经网络硬件加速器设计的研究缺乏明确的设计目标和统一的评价标准。本文提出一种针对图神经网络硬件加速器性能评估的标准测试集(BenchGNN)。BenchGNN包括... 详细信息

图神经网络(GNN)算法在图结构数据处理任务中取得了突破性的成功。然而,针对图神经网络硬件加速器设计的研究缺乏明确的设计目标和统一的评价标准。本文提出一种针对图神经网络硬件加速器性能评估的标准测试集(BenchGNN)。BenchGNN包括宏测试集和微测试集2部分。宏测试集包含了3种主要任务类型的图神经网络算法和5个典型应用领域的数据集。微测试集包含2种微观操作类型和4种不同量化特性的数据集。本文在现有运算设备中央处理器(CPU)、图形处理器(GPU)和图神经网络专用加速器上进行了BenchGNN的实验测试。实验结果表明,CPU由于并行度不高而无法高效处理图神经网络算法。针对图神经网络算法的随机访存行为进行优化的专用加速器取得了优于通用并行处理器GPU的性能功耗表现。根据BenchGNN的评估结果,在图神经网络加速器设计过程中需要重点考虑运算并行度和随机访存优化这两种因素。

关键词：图神经网络(GNN) 加速器标准测试集

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基于Pthreads的并行DSRC压缩算法设计与实现

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计算机科学 2015年第1期42卷 90-91,100页

作者：詹科张云泉王婷郑晶晶张鹏中国科学院软件研究所并行软件与计算科学实验室北京100190 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 广州中国科学院软件应用技术研究所广州511458

高通量测序仪产生大量的DNA数据,FASTQ是被广泛使用的存储DNA数据的数据格式。对FASTQ格式的数据进行压缩处理,能有效地节省存储空间。DSRC算法具有压缩比高的优点,因此对DSRC算法进行并行能提高压缩FASTQ格式的DNA数据的效率。基于Pthr... 详细信息

高通量测序仪产生大量的DNA数据,FASTQ是被广泛使用的存储DNA数据的数据格式。对FASTQ格式的数据进行压缩处理,能有效地节省存储空间。DSRC算法具有压缩比高的优点,因此对DSRC算法进行并行能提高压缩FASTQ格式的DNA数据的效率。基于Pthreads,实现了并行DSRC算法。测试结果表明,当使用4线程时加速比达到3.5。

关键词： FASTQ 数据压缩 DSRC Pthreads

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2015年中国高性能计算机发展现状分析与展望

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数据与计算发展前沿 2015年第6期 83-92页

作者：张云泉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

本文根据2015年11月发布的中国高性能计算机TOP100排行榜的数据,对国内高性能计算机的发展现状从总体性能、制造商、行业领域等方面进行了深入分析。我们发现,由于国际超算发展态势整体放慢,中国TOP100的平均Linpack性能和入门门槛继续... 详细信息

本文根据2015年11月发布的中国高性能计算机TOP100排行榜的数据,对国内高性能计算机的发展现状从总体性能、制造商、行业领域等方面进行了深入分析。我们发现,由于国际超算发展态势整体放慢,中国TOP100的平均Linpack性能和入门门槛继续保持比国际TOP500高的局面。随着联想对IBM X86服务器并购的完成,中国TOP100上的超级计算系统几乎90%以上都是国产超算系统,曙光、联想和浪潮三强争霸的局面已经形成。安装在中国大陆的超算系统在2015年11月TOP500上的数量再创新高,紧跟美国之后排名世界第二;而中科曙光生产的超算系统更是历史性的首次闯入世界前三强,排名HP和Cray之后。中国的超算系统研制水平和能力经过十多年的快速发展,已经跻身世界先进水平的行列。在此基础上,根据十四届排行榜积累的性能数据,我们对未来几年中国大陆高性能计算机的发展趋势进行了分析预测。我们认为:峰值100Petaflops的机器将在2016年出现,100Petaflops Linpack性能的机器将在2016年到2017年出现,累计Linpack性能将在2017年到2018年间达到1000Petaflops,峰值Exaflops的机器将在2018年到2019年间出现。

关键词：高性能计算机 TOP100 排行榜性能分析

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基于ARMv8处理器的高性能图像处理算法实现与优化研究

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计算机工程与科学 2022年第10期44卷 1711-1720页

作者：韦存阳贾海鹏张云泉曲国远魏大洲张广婷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 中国科学院大学计算机科学与技术学院北京100080 中国航空无线电电子研究所上海200241

色彩空间转换、图像缩放、图像滤波都是图像处理领域常见的算法,广泛应用于数字媒体、数据通信、生物医学和航空航天等领域。目前上述算法在ARM处理器上虽有开源的OpenCV库,但缺少与Intel IPP库精度相当的高性能图像处理库。为此,根据... 详细信息

色彩空间转换、图像缩放、图像滤波都是图像处理领域常见的算法,广泛应用于数字媒体、数据通信、生物医学和航空航天等领域。目前上述算法在ARM处理器上虽有开源的OpenCV库,但缺少与Intel IPP库精度相当的高性能图像处理库。为此,根据算法的计算访存特征,将上述算法分为数据无关算法、数据共享算法及非规则访存算法3类,提出了不同类别算法在ARMv8计算平台上的优化方法体系,最终构建了一个基于ARMv8计算平台的高性能图像处理算法库,精度上对标Intel IPP库,并通过算法优化、访存优化、SIMD优化及汇编指令优化等一系列优化方法的应用,大幅提升了图像处理算法的性能。实验结果表明,在华为鲲鹏920计算平台上,重点优化的CvtColor、Filter和Resize模块性能较OpenCV算法库都有显著提升。

关键词： ARMv8 色彩空间转换图像插值图像滤波

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2013年中国高性能计算机发展现状分析与展望

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数据与计算发展前沿 2013年第6期 85-93页

作者：张云泉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

本文根据2013年11月发布的中国高性能计算机TOP100排行榜的数据,对国内高性能计算机的发展现状从总体性能、制造商、行业领域等方面进行了深入分析。我们发现,由于天河二号超级计算机的发布,中国TOP100的平均Linpack性能已经从一年前的... 详细信息

本文根据2013年11月发布的中国高性能计算机TOP100排行榜的数据,对国内高性能计算机的发展现状从总体性能、制造商、行业领域等方面进行了深入分析。我们发现,由于天河二号超级计算机的发布,中国TOP100的平均Linpack性能已经从一年前的落后一年快速的变为比国际TOP500平均Linpack性能高的局面。在此基础上,根据十二届排行榜积累的性能数据和能够得到的其他公开历史数据,对未来几年中国大陆高性能计算机的发展趋势进行了分析预测。从预测可以看出,累计Linpack性能将在2013年到2014年间达到100Petaflops;峰值100Petaflops的机器将在2014年到2015年间出现;峰值Exaflops的机器将在2017年到2018年间出现。

关键词：高性能计算机 TOP100 排行榜性能分析

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延迟存储:一种降低虚拟机退出开销的方法

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高技术通讯 2015年第6期25卷 593-598页

作者：吴瑞阳台运方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 龙芯中科技术有限公司北京100190 甲骨文软件研究开发中心(北京)有限公司北京100193

研究了虚拟机退出及恢复运行时的开销问题,提出了一种用于降低虚拟机切换时进行保存及恢复现场的开销的延迟存储方法。该方法的主要思想是利用修改虚拟机软件源代码的方式,通过判断虚拟机恢复运行时是否依然是上次退出时的同一个虚拟机... 详细信息

研究了虚拟机退出及恢复运行时的开销问题,提出了一种用于降低虚拟机切换时进行保存及恢复现场的开销的延迟存储方法。该方法的主要思想是利用修改虚拟机软件源代码的方式,通过判断虚拟机恢复运行时是否依然是上次退出时的同一个虚拟机,来减少需要保存和恢复的寄存器数量。这个方法不需要对硬件设计进行改动,可以支持多核操作系统和多个虚拟机同时运行的情况,因此具有广泛的适用性。在龙芯3A1500处理器平台上的试验结果显示,上述延迟存储方法与现有方法相比,可以降低虚拟机退出开销65%,虚拟机整体性能提升3%到10%。

关键词：系统虚拟化虚拟态虚拟机退出延迟存储

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