• 2004年第15卷第6期文章目次
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    • 模糊反馈控制实时调度算法

      2004, 15(6):791-798.

      摘要 (3789) HTML (0) PDF 714.24 K (3889) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决模糊不确定任务集在不可预测环境下的动态抢占调度问题,应用模糊规则和模糊调度理论,提出一个基于模糊反馈控制的调度算法,并建立相应的调度架构.该架构由基本调度器和模糊反馈控制两部分组成.用模糊调度算法作为基本调度器的调度算法,将任务集按不同优先级等级进行划分,优先级等级高的任务优先调度,从而使得更多的重要任务得到调度;模糊控制器与任务流调节策略一起构成模糊反馈控制部分.仿真结果表明,模糊反

    • 单调速率及其扩展算法的可调度性判定

      2004, 15(6):799-814.

      摘要 (5175) HTML (0) PDF 1.18 M (5458) 评论 (0) 收藏

      摘要:任务可调度性判定是实时系统调度理论研究的核心问题.单调速率(RM)算法是实时调度的重要算法,自其提出以来已被广泛研究.然而到目前为止,尚缺乏专题性的文章来系统而深入地探讨RM及其扩展算法的可调度性判定,以及各种现实条件和实现方式(包括任务调度的时间开销和任务同步问题等)对可调度性的影响.围绕RM算法下的可调度性判定问题,由浅入深,系统性地讨论各种不同假设和实现方式对可调度性的影响,具体为下述3大类问题:(1)理想的RM算法下的可调度性判定的CPU利用率最小上界最小及可调度的充分必要条件;(2)考虑调度时间开销情况下的可调度性判定条件;(3)优先级反转协议及其对可调度性的影响.给除了具体实例来叙述上述问题,并从算法复杂度和可检测率两方面比较各种算法的优劣。

    • 一种有限优先级的静态优先级分配算法

      2004, 15(6):815-822.

      摘要 (4174) HTML (0) PDF 691.37 K (4372) 评论 (0) 收藏

      摘要:静态优先级调度在实时系统中得到了广泛应用.然而,静态优先级调度受到系统支持的优先级个数的限制.当任务的个数大于优先级个数时,需要将多个任务映射到同一个优先级.针对优先级个数有限的情况,给出了在截止期限大于周期时任务可调度的充分必要条件,并提出了基于有限优先级的静态优先级分配算法(AGP).AGP算法对于基本任务集合是最优的静态优先级分配算法.其最优性表现在,所需的优先级个数最小,并且若采用AGP算法不可调度某个任务集,则采用其他静态优先级分配算法也不可调度该任务集.模拟结果表明,AGP算法的可调度性要远远大于常量法.AGP算法对于解决在嵌入式实时系统中任务的优先级分配问题具有重要意义.

    • 基于体系结构模型检查分布式控制系统

      2004, 15(6):823-833.

      摘要 (3888) HTML (0) PDF 885.13 K (4001) 评论 (0) 收藏

      摘要:分布控制系统是大量硬件设备通过计算机系统得以控制和协调的高度复杂系统,它们也是任务统,需要保障其功能的高度正确性和可靠性.分析复杂控制系统的过程包含了证明或验证设计的系统确实满足某种需求.但由于系统的复杂度,有效分析系统是相当困难的.从系统设计和分析的角度看,基于体系结构方法可以运用层次化构造和抽象的方法来减小模型复杂度.模型检查技术是分析复杂系统构造满足正确和可靠性需求的有效方法.结合软件体系结构描述方法和模型检查技术,提出了基于体系结构的分布式控制系统形式分析方法,通过楼宇综合控制系统实例研究,展示了该方法在提高分布式控制系统设计质量方面的效果.

    • RTLinUx下基于半轮询驱动的用户级报文传输机制

      2004, 15(6):834-841.

      摘要 (4562) HTML (0) PDF 734.92 K (4384) 评论 (0) 收藏

      摘要:网络通信软件的处理开销已成为影响机群系统的性能瓶颈,为了提高机群系统的网络性能,在实时操作系统RTLinux下,设计并实现了一个符合VIA规范的用户级通信软件UMPS,提出了半轮询驱动的概念,利用半轮询驱动机制降低了系统中断频率,明显提高了短报文的处理能力.通过更为高效的地址翻译和基于资源映射图的缓冲区管理算法,应用程序旁路操作系统,依靠异步DMA直接与通信设备进行交互,有效地降低了网络通信的延迟与开销.通过性能的分析比较表明,UMPS接收64 byte与1500 byte的报文时吞吐量分别达到394 Mbps和895 Mbps,与现有的报文传输机制相比,UMPS的性能有了较为显著的提高.

    • PC机群上共享存储与消息传递的比较

      2004, 15(6):842-849.

      摘要 (4099) HTML (0) PDF 719.83 K (4265) 评论 (0) 收藏

      摘要:共享存储和消息传递是目前两种主流的并行编程模型.一般认为,消息传递的可编程性不及共享存储友好.OpenMP是目前共享存储编程的实际工业标准.机群OpenMP系统在机群上提供了OpenMP编程环境,具有易编程和可扩展的特点,但是其性能如何一直是关注的热点.以机群OpenMP系统OpenMP/JIAJIA和典型的消息传递系

    • 实现数据存储、数据计算和资源管理的分离

      2004, 15(6):850-857.

      摘要 (4034) HTML (0) PDF 868.28 K (4461) 评论 (0) 收藏

      摘要:在传统操作系统中,数据存储的抽象(进程虚拟地址空间)、数据计算的抽象(线程)和资源管理的抽象(进程)是不可分离的.首先分析了在操作系统中由于3类抽象不可分离而存在的问题,根据分析提出了数据存储抽象、数据计算抽象和资源管理抽象互相分离的思想,进而根据这一思想提出了虚拟地址空间基于文件操作系统,分析该操作系统的体系结构模型,研究了实现3类抽象分离的线程迁移技术和指令对文件寻址技术,最后讨论了系统的实现,测试和性能评价.此项研究说明了在操作系统中实现数据储存、数据计算和资源管理的分离是可行的.

    • 基于划分的模糊聚类算法

      2004, 15(6):858-868.

      摘要 (5645) HTML (0) PDF 908.15 K (9832) 评论 (0) 收藏

      摘要:在众多聚类算法中,基于划分的模糊聚类算法是模式识别中最常用的算法类型之一.至今,文献中仍不断有关于基于划分的模糊聚类算法的研究成果出现.为了能更为系统和深入地了解这些聚类算法及其性质,本文从改变度量方式、改变约束条件、在目标函数中引入熵以及考虑对聚类中心进行约束等几个方面,对在C-均值算法的基础上得到的基于划分的模糊聚类算法作了综述和评价,对各典型算法的优缺点进行了实验比较分析.指出标准FCM算法被广泛应用的原因之一是它对数据的比例变化具有鲁棒性,而其他类似的算法对这种比例变化却很敏感,并以极大熵方法为例进行了比较实验.最后总结了基于划分的模糊聚类算法普遍存在的问题及其发展前景.

    • 一种用于掌纹识别的线特征表示和匹配方法

      2004, 15(6):869-880.

      摘要 (4499) HTML (0) PDF 1.27 M (4641) 评论 (0) 收藏

      摘要:作为一种较新的生物特征,掌纹可用来进行人的身份识别.在用于身份识别的诸多特征中,掌纹线,包括主线和皱褶,是最重要的特征之一.本文为掌纹识别提出一种有效的掌纹线特征的表示和匹配方法,该方法定义了一个矢量来表示一个掌纹上的线特征,该矢量称为线特征矢量(1ine feature vector,简称LFV).线特征矢量是用掌纹线上各点的梯度大小和方向来构造的.该矢量不但含有掌纹线的结构信息,而且还含有这些线的强度信息,因而,线特征矢量不但能区分具有不同线结构的掌纹,同时也能区分那些具有相似的线结构但各线强度分布不同的掌纹.在掌纹匹配阶段,用互相关系数来衡量不同线特征矢量的相似性.实验表明,LFV方法无论是在速度、精度,还是在存储量方面都能满足联机生物识别的要求.

    • 连续时间 Hopfield网络模型数值实现分析

      2004, 15(6):881-890.

      摘要 (3676) HTML (0) PDF 844.49 K (4357) 评论 (0) 收藏

      摘要:讨论使用Euler方法和梯形方法在数值求解连续时间的Hopfield网络模型时,离散时间步长的选择和迭代停止条件问题.利用凸函数的定义研究了能量函数下降的条件,根据凸函数的性质分析它的共轭函数减去二次函数之差仍为凸函数的条件.分析连续时间Hopfield网络模型的收敛性证明,提出了一个广义的连续时间Hopfield网络模型.对于常用的Euler方法和梯形方法数值求数值实现连续时间Hopfield网络,讨论了离散时间步长的选择.由于梯形方法为隐式方法,分析了它的迭代求算法的停止条件.根据连续时间Hopfield网络的特点,提出改进的迭代算法,并对其进行了分析.数值实验的结果表明,较大的离散时间步长不仅加速了数值实现,而且有利于提高优化性能.

    • 基于视点转移和视区追踪的图像显著区域检测

      2004, 15(6):891-898.

      摘要 (4823) HTML (0) PDF 1.90 M (5873) 评论 (0) 收藏

      摘要:借鉴心理学中有关视觉注意的研究成果,提出了一个基于视点转移和视区追踪的显著区域检测模型.它首先通过视点转移利用全局显著性度量找到显著区域的位置,然后通过视区追踪利用局部显著性度量确定显著区域的尺寸,并通过视点转移与视区追踪的循环交替依次得到一系列显著区域.根据该模型开发出了一个新的显著区域检测算法.将其应用于多种真实图像,在检测效果、运算速度和抗噪能力等方面均获得了较为满意的实验结果.

    • 基于XML的WebGIS通信协议的设计与实现

      2004, 15(6):899-907.

      摘要 (4433) HTML (0) PDF 755.21 K (5008) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对WebGIS通信中面向复杂对象及大容量传输的特点,给出了一个新的基于XML的WebGIS通信协议的设计和实现方法.使用UML工具以面向对象的方法细致分析了WebGIS典型的请求和响应协议,并据此详细说明了使用W3C的xML Schema规范设计WebGIS的通信协议的基本方法.最后结合一个WebGIS应用原型,给出了在WebGIS系统中通过对基于xML的通信协议的打包和解析,完成嵌入的主要流程.该通信协议能够适用于分布式异构平台下多种WebGIS系统架构的空间信息交换.

    • 基于混合应答机制的层次型可靠移动组播算法

      2004, 15(6):908-914.

      摘要 (3671) HTML (0) PDF 646.22 K (3919) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于移动主机位置的不断改变引起组播树的频繁重构,已有的可靠组播算法已不适用于主机移动的无线网络环境.首先提出了前向网络签署的移动组播机制,然后在基于区域的层次型网络结构中,集成前向网络签署和远程签署,采用ACK和NAK相结合的应答机制,在子网局部范围内使用组播恢复机制和应答抑制机制,提出了一个新的支持主机移动的可靠移动组播算法.在重传延迟、重传开销、协议开销和服务中断时间这些方面的模拟结果和分析显示,该算法是一个高效的、可扩展的可靠移动组播算法.

    • 用Small-WorId 设计无组织P2P系统的路由算法

      2004, 15(6):915-923.

      摘要 (4537) HTML (0) PDF 801.46 K (4314) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于peer-to-peer系统在文件共享方面有着巨大的应用前景,peer-to-peer搜索问题已成为目前学术界重点的研究问题之一.对于缺乏缓存机制的无组织P2P系统,已有的分布式路由算法缺乏全局导航能力,属于无序搜索.为此,提出一种key clustering算法,将路由空间分为HUB和AUT两层,从全局角度进行有序搜索.为提高key clustering算法的可扩展性,借鉴Small-world领域的研究成果,在路由表中以一定概率插入连接远距离节点的快捷连接,以缩短平均路径长度.初步仿真实验表明,引入快捷连接的key clustering算法具有良好的搜索能力和扩展性.

    • 基于树结构和门限思想的组密钥协商协议

      2004, 15(6):924-927.

      摘要 (4018) HTML (0) PDF 452.93 K (4616) 评论 (0) 收藏

      摘要:动态对等通信(dynamic peer communication)是目前最复杂的群组通信方式之一.简要分析了近几年提出的适合这种通信方式的5种组密钥协商协议,即CKD(centralized key distribution)协议、BD(burmester-desmedt)协议、STR(steer,et a1.)协议.GDH(group diffie-hellman)协议和TGDH(tree-based group diffie-hellman)协议,进而提出了一种基于树结构和门限思想的组密钥协商协议TTS(tree and threshold scheme).与现有的协议比较,TTS协议在计算量方面具有较大优势,适用于现有的网络环境.

    • 支持QoS的分层数据传输的动态组播路由算法

      2004, 15(6):928-939.

      摘要 (3512) HTML (0) PDF 872.25 K (4345) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了支持组成员的异构性和动态性,满足组成员不同的带宽和时延约束要求,提出了支持QoS的流式分层数据传输的动态组播路由算法(简称:QDMR-LD).当新的组成员加入时,使用面向接收者的启发式搜索方法找到一条位于组播树和组成员之间的可行的并具有最小代价的路径.为了提高组成员的加入成功率,采用了以前工作中提出的RBMF转发算法.当组成员离开时,位于组播树上多余的部分将被剪裁.仿真结果表明,与其他相关工作相比,QDMR-LD在提高了加入成功率的同时,降低了组播树的代价.

    • 一种针对组播的分布式自调节显式速率控制器

      2004, 15(6):940-948.

      摘要 (3734) HTML (0) PDF 701.47 K (3812) 评论 (0) 收藏

      摘要:拥塞控制是组播服务需要解决的重要问题.当存在大量异质的、传播时延较高的组播接收者时,到达源端的反馈在一定程度上已经过时,因此常常严重影响控制效果.提出了一种分布式、自调节的显式速率比例控制方案,它在源端和中间节点实施控制算法调整各自的发送速率,并且比例控制系数会根据路由器缓冲区占有量偏离理想值的程度自动调节.这种网络参与控制的主动行为比传统路由器尽力服务的工作方式对网络状态的响应更加迅速,自调节的控制系数比固定的控制系数更能及时调节发送速率.仿真实验结果表明,算法具有响应快,链路利用率高和路由器缓冲区占有量比较稳定的特性.

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