小型微型计算机系统

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异构环境下覆盖网组播算法的研究

刘然，王德胜，袁小群，喻莉，朱光喜

2013, 34(4): 689-693.

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音视频会议等强延迟约束实时多媒体业务是覆盖网组播技术的一个重要应用.随着移动互联网的快速发展，更多的用户期望通过移动终端设备访问这些业务，但现有的覆盖网组播树生成算法不能同时满足终端的异构性和服务延迟约束的需求.为此，提出一种启发式延迟受限覆盖网组播树生成算法.该算法在普通最小延迟组播树的节点中引入了转码能力，同时考虑了移动终端的带宽消耗以及服务延迟等需求，从而能满足链路带宽和节点转码能力约束.仿真实验表明，与Transcasting相比，该算法能够以少量带宽的代价，获得较低的平均服务延迟和较好的组播树健壮性等好处.

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城市车辆网络下一种基于道路划分的多信道分配算法

卢善波，赵通，严伟

2013, 34(4): 694-699.

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城市车辆网络下多信道分配问题是指在城市车辆网络中，每个节点配置多个网卡，如何调节每个网卡使其在可用的正交信道(如802.11a可用12个正交信道，802.11b/g可用3个正交信道)之间进行切换以充分利用多个信道而达到减少节点之间的干扰和提高网络吞吐量的问题.本文提出了一种适用于网络拓扑具有高度动态性的城市车辆网络的基于道路划分的多信道分配算法(mimc-road).该算法按照道路划分进行多信道分配，将一个二维网络多信道问题简化为以一维空间为主的多信道分配问题，并将基于动态网络链路的信道分配问题转化为基于静态道路的信道划分问题.模拟实验结果表明：对比传统单信道单网卡模式和fix-switch算法，mimc-road算法显著提高了车辆网络的性能.

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分层式非均匀节点布置的能耗均衡策略

凌强，袁俊杰，严金丰

2013, 34(4): 700-704.

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无线传感器网络中，大量的传感器节点检测的数据需要转发给基站.但是由于节点本身能量十分有限，有时需要多次转发才能到达基站.由于转发机制的存在，在基站附近的节点除了转发本身检测的数据外，还要大量转发远离基站的外层节点的数据，这使得基站附近节点负载过重而提前死亡，导致基站附近形成"能量洞"，最终导致网络死亡.针对这个问题，提出一种新的非均匀节点布置策略：调整网络的节点密度布置结构、增加内层节点的密度以分担内层节点负载，从而避免"能量洞"，提高网络的能量利用率.本文的策略通过NS2仿真平台加以实现.仿真结果表明本策略针对"能量洞"问题是有效的、能够有效提高网络的能耗均衡性.

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一种移动互联网下的机会式内容共享机制

徐步刊，周兴社，於志文，贺会磊，王海鹏

2013, 34(4): 705-710.

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现有移动互联网的体系结构在网络的通信上有许多规定和限制，尤其要求保证网络的连通性，这使得在某些突发状况、通信基础设施不足的移动通信场景下的应用受到了限制.提出一种机会式内容共享机制，该机制利用网络中参与节点相遇的机会进行内容转发，转发过程对网络的连通性要求较低，对网络基础设施依赖较小.在本文内容共享机制下，采用集中式、分布式结合的网络结构，在网络中加入一定数量的静态节点对网络进行管理，在机会转发算法上，利用静态节点位置相对固定的特点，提出了基于位置的机会转发机制LAOF和基于传染算法的转发机制ERF，仿真实验显示了较好的转发性能.

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FLC—2：一种改进的基于相关链路估计的泛洪策略

刘文远，刘广武，王林，陈子军

2013, 34(4): 711-715.

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泛洪是无线传感器网络进行数据分发、时间同步，网络配置的基本操作.已有的大量工作蕴含链路独立性假设，即假定不同链路同时收发数据包是相互独立的.链路独立性假设导致严重的冗余重传并且降低了泛洪算法在实际应用中的有效性和可靠性.论文首先采用相关系数表征相邻链路关联度；接着提出基于链路相关性的泛洪算法FLC2，在保证泛洪协议可靠性和鲁棒性的同时减少数据包的转发次数和传送时延.大量仿真实验表明，与采用条件概率估计法相比，FLC2算法的包转发次数和发送时延都能下降21%以上，而且网络规模越大，FLC2算法的性能越优.

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认知无线电网络中分布式频谱分配策略的研究

胡小辉，许力，黄川

2013, 34(4): 716-720.

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研究认知无线电网络中的分布式频谱资源分配策略对提高频谱资源利用率具有重要的意义.基于动态议价博弈模型并结合最佳单位带宽定价，对认知无线电网络中主用户和认知用户的收益进行建模，在此基础上提出一种高效的基于议价博弈的分布式频谱分配策略（Bargaining Game-Distributed Spectrum Allocation Strategy，BG-DSAS）.分别分析了两用户和N用户条件下的策略方案，并给出了实现BG-DSAS频谱分配策略的算法流程.仿真实验从多个角度分析了策略的合理性和有效性.

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有线电视网络IP数据封装方法的分析与改进

王献冠1,2，倪宏1,2，朱明1,刘磊2

2013, 34(4): 721-726.

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为了提高有线电视网络的带宽利用率和数据传输效率，本文首先描述了目前IP OVER DVB中普遍采用的由DVB提出的多协议封装、通用流封装以及由IETF提出的单向轻简封装的封装格式，并对其封装效率进行分析与比较,提出了统一的效率计算公式；其次，本文基于多协议封装格式，提出一种兼容DSM-CC段格式的支持将多个IP数据包在同一个封装段中传输的封装协议(高效段封装协议)，并在该封装协议的基础上，讨论了数据封装个数对其的影响.理论分析和实验结果表明，该封装协议在兼容DSM-CC段格式，保证一定灵活性的同时，比多协议封装具有更高的封装效率，特别针对小数据包也有较高的封装效率.

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一种改进的传感器节点多维标度定位算法

王新生，胡玉兰，刘永帅

2013, 34(4): 727-731.

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传感器节点的位置信息在无线传感器网络的监测活动等应用中起着至关重要的作用，而实现节点定位较好的方法是采用定位算法进行估计，因此定位算法的研究是目前热门的研究课题之一.本文主要研究分析了分布式加权多维标度定位算法，针对其不能适应网络连通度变化、网络拓扑不规则且收敛速度较慢等不足，提出了一种改进算法.该算法采用的加权机制与邻居选择机制综合考虑1跳邻居数目、节点自身定位精度与测距误差，并且引入最速下降法优化其目标代价函数.实验结果表明：在相同的实验环境下改进算法与原算法相比，在定位精度提高的情况下对不规则、大规模网络有很好的适应性且有更好的鲁棒性.

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基于LDA的新闻话题子话题划分方法

赵爱华1，2，刘培玉1，2，郑燕1，2

2013, 34(4): 732-737.

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针对目前网络热点新闻话题中存在的难以区分一个话题下的多个子话题现象，提出一种基于LDA模型的子话题划分方法.首先应用LDA模型对新闻文档进行建模，采用贝叶斯标准方法确定最优主题个数，使LDA模型拟合文档性能达到最佳；其次针对子话题间文本相似度较高的特点，引入主题特征词相关性分析，采用改进的KL距离公式，计算新闻文档之间相似度，有效区分了文档内容相似但话题重点不同的报道；最后通过single-pass增量聚类算法进行文档聚类，实现子话题划分.实验验证了改进后的相似度计算方法的有效性，实验结果表明该方法能够有效地提高热点新闻话题子话题划分的准确率.

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基于客户端下溢概率估计的可伸缩视频传输算法

刘丁瑜,杨坚,冉泳屹

2013, 34(4): 738-742.

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针对无线网络中可伸缩视频传输存在的问题，提出一种基于客户端下溢概率估计的传输算法.算法通过统计当前播放缓冲区容量的变化情况，计算出缓冲区下溢的概率，以此为根据选择合适的视频发送层数，从而在充分利用有效带宽的同时尽可能减少视频下溢频率.仿真结果表明，该算法能够保证在无线网络中视频传输具有较低的下溢概率和较高的视频质量.

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一种新的网络热点话题提取方法

蒙祖强，黄柏雄

2013, 34(4): 743-748.

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网络热点话题提取是网络舆情分析的重要手段，已成为信息检索领域研究的热点内容之一.传统聚类方法因其聚类结果不允许相交等因素，暴露了其在基于（主题）词聚类进行话题发现中的诸多缺点.本文基于小世界理论建立词的共现网络模型并去除大量冗余词，然后运用极大相容块技术并基于过滤后的词共现网络实现对相交话题的提取，获取网络热点话题.本文方法与传统聚类方法有本质区别，基于（主题）词聚类进行话题发现具有独特的优势，较好克服了已有方法的缺点.实验说明了本文方法对提取网络热点话题是有效和可行的，比同类算法具有更好的性能，且具有较好的可伸缩性.

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双环网络直径点和宽直径点的分布特性

方木云，侯海金，吴爱清，刘明

2013, 34(4): 749-752.

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针对单个有向单位步长双环网络G(N;1,h)，根据其直径和宽直径的定义，并借助其等价L形瓦进行直径和宽直径路由的构造，证明了任意双环网络的直径点和宽直径点均小于或等于2个；证明了直径点一定分布在L形瓦的第一象限内，宽直径点一定分布在L形瓦的两个坐标轴上.对于一族有向单位步长双环网络G(N;1,2≤h≤N-1)，随着步长h的递增，该族双环网络路由的节点顺序具有由小到大变为由大到小的特点，借助VB6.0编程仿真了该族双环网络直径点和宽直径点的分布图，发现其直径点和宽直径点具有波动下降的特征；直径点往往大于宽直径点；步长h在中间处两者的值最大；对于某个双环网络，如果直径点有两个，则其宽直径点必有两个.

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无线传感器网络自适应多中继协作差错控制策略

靳勇1，白光伟2，常晋义1

2013, 34(4): 753-759.

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提出一种基于能效和通信距离的适用于无线传感器网络的多中继自适应协作差错控制策略，在提供高可靠性数据传输同时保持高吞吐率和高能效.根据传统ARQ、Chase合并的混合ARQ的能效规律和数据包在链路层分割为若干个数据帧的规律建立了一种马尔科夫链模型，并给出了饱和吞吐率、数据包丢弃概率、时延和能效分析方法，在此基础上提出了自适应多中继协作差错控制策略.针对线性移动无线传感器网络模型，对传统ARQ、Chase合并的混合ARQ和自适应多中继协作差错控制的通信性能以及移动性的影响进行了分析.结果表明所提策略在饱和吞吐率、可靠性和能效方面，表现出了比传统ARQ和Chase合并的混合ARQ更优越的性能.

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一种无线传感器网络的拥塞避免机制

赵仕俊1，王盼盼2

2013, 34(4): 760-763.

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针对无线传感器网络（WSN）的拥塞问题，本文提出了一种WSN的拥塞避免机制API_DR.该机制将中间节点和源端相结合，中间节点引入自适应PI主动队列管理算法，以适应WSN的动态环境；源端采用区分丢包的速率调节策略，综合当前拥塞状况和WSN高误码特性调节发送速率，避免源端误启动拥塞控制机制带来的能量消耗和吞吐量的降低.NS2仿真表明，API_DR既能较好地控制队列长度，提高吞吐量和降低丢包率，又能有效地避免拥塞，使源节点发送速率相对稳定.

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一种基于时隙内包监测的流追踪方法

李巍，王振兴，刘慧生

2013, 34(4): 764-768.

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为对网络中传输的数据流进行准确、有效的追踪，提出一种基于时隙内包监测的数据流追踪方法.该方法将重新发现数据流的过程抽象为多重贝努利试验，通过监测多个时间间隙内是否存在满足长度要求的包，判断数据流是否为待追踪数据流.该方法不需要在待追踪数据流中加入水印信息，不会被现有的流水印攻击方法发现，能够在数据流被加密、和大量其他数据流混合且在对手加入了一定的时间扰动的情况下利用数十个数据包以很低的错误率发现该数据流的存在.本文理论分析了该方法的误报率和漏报率，最后在实际环境中验证了该方法的有效性.

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一种基于列表译码法的改进的安全网络编码

徐光宪，付晓

2013, 34(4): 769-773.

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提出一种基于列表译码法的改进的安全网络编码算法，该算法仅在原随机编码体制的基础上对信源和信宿进行了改变，中间节点保持不变.在信源处，该算法向信源信息中加入少量冗余，并利用稀疏矩阵对其进行矩阵变换，从而增强信息在传输过程中的抗窃听能力；在信宿处，用列表译码法对收到的信息进行译码，从而对污染攻击进行检测和排除.信源和信宿之间不需要任何秘密信道.理论分析和仿真结果表明，该算法能够在多项式时间内设计完成，能够抵抗强窃听和污染等安全性攻击，使得原本的随机网络编码以很高的概率达到信息论安全的要求；该算法提高了编码速率，减小了存储空间的占用.

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数据流上多滑动窗口聚集查询的优化算法

周心林，赵雷

2013, 34(4): 774-777.

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在数据流的查询处理中，聚集查询是一种常用的查询类型.系统经常需要在同一个数据源上处理多个聚集查询，而单独地执行每个查询会导致严重的可扩展性问题和性能问题，因此实现相似查询之间的资源共享变得至关重要.针对多个具有不同时间窗口的聚集查询，本文提出了一种优化的窗口聚集算法OPWA(Optimized Paired Window Aggregation).先根据各时间窗口参数对聚集查询进行分组，使得相似查询可以同步调度；再采用paired技术对数据流进行分割.一方面减少了时间切片的数目，降低了空间的需求；另一方面同步地执行相似查询，减少了系统的计算开销.实验表明OPWA具有较好的性能.

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云计算环境下基于需求预测的虚拟机节能分配方法研究

吴毅华，曹健，李明禄

2013, 34(4): 778-782.

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在云计算环境中，大量用来处理各种用户需求的虚拟机分布在具有相异物理配置的主机上.维持这些主机和配套设施的正常运转需要消耗大量的能源.为了控制云计算环境的运营支出并提高其能源利用率，提出了基于需求预测的虚拟机节能分配方法.首先，由于用户需求通常具有时变性且符合一定的季节性模型，所以利用Holt-Winters指数平滑法对后续周期的需求进行预测.其次，根据预测结果，利用修改后的背包算法在主机之间合理地分配虚拟机.最后，利用自优化模块对预测模型中的参数进行自适应更新，并确定合适的预测周期.实验表明该方法可以有效减少主机的开关机操作次数，从而降低云计算环境中无谓的能源消耗.

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云系统中面向海量多媒体数据的动态任务调度算法

朱映映, 陈阳, 明仲

2013, 34(4): 783-788.

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在云计算环境下，对处理海量多媒体数据的作业以及任务调度与资源分配算法进行建模，在此模型下提出一种云计算环境下面向海量多媒体数据的动态任务调度算法.算法以云系统中海量多媒体数据文件的分块多副本存储形式为基础来规划并行处理任务，以文件块和副本的映射关系为特征对云系统中数据节点执行聚类，以已执行完毕任务的历史反馈信息为基础来动态调度未执行任务.实验结果表明提出的算法对提高系统资源利用率和负载均衡有显著效果.

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一种可信的云存储控制模型

田俊峰，吴志杰

2013, 34(4): 789-795.

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云存储服务在以其低成本、高扩展等优势获得广泛青睐的同时，也为实现信息资产安全与隐私保护带来了极大的冲击与挑战.目前，安全已成为云存储服务亟待解决的重要问题.提出了一种可信的云存储控制模型(Trusted Control Model of Cloud Storage，TCMCS).TCMCS通过密文访问控制及完整性验证对用户数据进行预处理来保证数据的机密性与完整性；引入可信第三方存储密钥信息，以实现安全、可靠的数据共享；借鉴中间件的设计思想以屏蔽不同云存储平台之间的差异以及分离数据操作过程中的安全操作与业务逻辑.基于安全的多方计算理论，证明了TCMCS的安全性.仿真实验表明，TCMCS在不降低云存储服务平台数据操作性能的基础上，保证了数据的安全性.

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OSG环境中可靠性增强的工作流自适应调度

李玺1，胡志刚1，2，阎朝坤1，3，靳艳虹1

2013, 34(4): 796-800.

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针对实际的网格环境—Open Science Grid (OSG)，提出了一个多阶段网格工作流调度机制，主要包括站点发现、站点初始评估以及站点动态评估和选择.通过基于时间序列的性能预测值评估各资源站点的初始性能，提出了一个基于网格资源站点自适应评分机制的选择算法.为了提高工作流执行的可靠性并尽可能缩短执行时间，设计了一个增量式的任务副本策略，并采用各资源站点任务排队等待时间的经验累积分布函数图来优化任务副本的设置参数.在实际网格环境OSG中，基于网格工作流系统Swift完成的大量实验结果表明，所提出的算法和策略能够有效减小工作流调度长度和作业拒绝率，同时在OSG中能够成功完成的Swift工作流规模也明显增大.

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分布式文件系统元数据服务器高可用性设计

战科宇,李小勇,刘海涛

2013, 34(4): 801-805.

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设计并实现了面向对象的分布式文件系统元数据服务器高可用方案，用于提高存储系统的可用性.系统使用集中式元数据管理服务器，通过日志文件和检查点文件对元数据进行保存；针对系统特点，该方案采用active/hot-standby模式实现元数据服务器冗余备份.对系统状态监控、日志及检查点数据同步复制、元数据服务器节点失败接管、防止系统split-brain等关键技术问题进行了深入研究和提出相应解决方法，并对影响系统恢复时间的因素进行了细致分析.测试表明，高可用功能的实现对系统性能影响可以随存储文件的增大而减少，并可在失败发生后的较短时间内完成主从服务器的切换.

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基于误差控制的五轴NC系统平滑插补策略

王峰1，2,林浒1,郑飂默1,冯金金3,陈龙1，4

2013, 34(4): 810-814.

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针对五轴系统对旋转轴采用线性插补容易出现过大刀轴姿态误差，采用矢量插补又容易在奇异点附近出现过大轨迹误差的问题，提出一种基于误差控制的平滑插补策略.新的插补策略分别对旋转轴和线性轴进行处理.对于旋转轴，根据相邻刀位点信息求解中点位置的理想刀轴矢量，若中点刀轴矢量处于奇异区域内，根据允许刀姿误差将刀轴矢量进行倾斜处理，然后以起点、中点和终点的刀轴矢量为基准对旋转轴进行矢量插补.对于线性轴，判断中点位置的轨迹误差是否超过允许范围，若超出则按理想刀位轨迹进行插补，否则直接采用线性插补.仿真实验证明了基于误差控制的插补策略既避免了奇异点附近出现过大轨迹非线性误差，又降低了刀轴姿态误差.

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基于代数规格说明的OOP测试用例生成算法研究

朱丹江，王黎明

2013, 34(4): 815-821.

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现阶段面向对象软件系统占据了很大的比重，在软件测试方面，形式化规格说明通常作为正确性验证的基础.本文主要研究了基于程序的代数规格化说明生成测试用例的方法.首先，根据代数规格化说明得到一组基本项.为了避免从理想基本项集合中选择一组基本项时受理想基本项集合的制约，本文用基本项模型图生成基本项，然后，从基本项集合中得到等价的范式集合.针对用范式模型树生成范式时，生成的不完全是范式，并且范式的长度可能无穷大的问题，本文提出对基本项模型图路径拆分的方法.最后，用范式替换规格化说明公理系统中的变量，生成测试用例.对于公理中的条件语句和循环语句，还提出一种公理变换方法，保证了测试路径的覆盖.实例分析和实验验证表明，本文的方法可以生成一个范式的最小集合，减少了生成测试用例的数量，提高了测试用例的效率.

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基于临界区划分的实时事务并发控制机制

夏家莉1，王文乐1，朱文婷2，曹重华1

2013, 34(4): 822-826.

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针对支持功能替代的实时事务模型，根据替代做处理的数据对象将替代划分为若干个临界区，提出了临界区动态相容检测方法，提出了基于临界区动态相容的并发控制策略COR-CCS：分区封锁策略、支持预释放的封锁策略、按序提交策略和级联回滚策略，并给出了相应的并发控制实现算法.当实时系统中存在资源冲突时，若高优先级替代未完成的临界区与低优先级替代动态相容，可令二者并发执行.实验仿真结果证明，COR-CCS策略有利减少低优先级替代等待时间、提高系统成功率和CPU有效利用率.

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一种面向移动服务拍卖的信任管理模型

熊建英，钟元生

2013, 34(4): 827-831.

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移动商务与基于位置服务的发展，使得移动网络中用户之间进行服务拍卖成为可能.交易双方之间的信任评估对移动网络中的服务选择起重要作用.面向移动服务拍卖的信任管理是一种基于信誉模型，通过度量反馈偏移度均值作为反馈可靠度，进行交易反馈的加权.而与在线商品拍卖相比，移动服务交易信任评估更依赖于交易环境，所以模型中融入包括交易时间、地点、交易额度的环境上下文因素，实现了一种不同上下文动态信任映射机制.仿真结果表明，与传统基于信誉的信任计算方法相比，该模型能降低对恶意节点、诚信节点，以及全局信任评估的误差值，并能有效抵抗节点利用低风险交易进行信任欺诈.

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带反脉冲的脉冲神经膜系统实现对称三值逻辑与算术运算

彭献武1，2，樊晓平1，3，刘建勋2，文宏1，2，梁伟2

2013, 34(4): 832-836.

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脉冲神经膜系统（简称SN P系统）是一种起源于神经元通过电子脉冲传递信息方式的新型分布式、并行计算模型，具有强大的计算能力和解决计算难问题的潜力.带反脉冲的脉冲神经膜系统（简称SN PA系统）是一种包含脉冲、反脉冲两种对象的脉冲神经膜系统的变体，非常适合于对称三值数字的编码.本文使用带反脉冲的脉冲神经膜系统模拟了对称三值的通用与、或、非逻辑门的功能，也实现了对称三值的整数加、减算术运算的功能.目前的工作是基于带反脉冲的脉冲神经膜系统的三值型CPU设计在理论上的首次尝试.本文也为潘林强和Paun G提出的一个公开问题提供了一种实用案例.

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一种结合支持向量机训练的锚模型语种识别方法

常振超，张兴明，杨镇西，张丽

2013, 34(4): 837-841.

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在针对电话语音的语种识别系统中，训练语音和测试语音之间存在不同说话人的个性差异带来的干扰，是影响系统识别性能的一个重要因素.基于此，本文首先对当前语种识别系统中消除此影响的方法进行研究，对比分析它们各自的优缺点，选择将锚模型方法引入语种识别系统中，该方法将语料映射至说话人无关的锚超矩阵进而消除说话人相关信息.针对锚超矩阵的选择存在语种混淆和信息冗余等问题，本文并提出一种结合支持向量机的锚模型训练算法，该方法下得到的锚超矩阵更具语种区分性，并去除了混淆信息的影响，增强了矩阵的紧致性.实验结果表明，新方法下的锚模型映射方法能有效提高基线系统的识别性能，并降低了语种识别系统训练和识别时的计算量.

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一种高效的多细胞分子动力学算法

金明灿1,2,3, 胡长军1,2，李建江1,2，李越1,2，韩载浩4

2013, 34(4): 843-846.

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多细胞分子动力学算法是分子动力学模拟中普遍使用的并行算法.因为利用不同作用路径的多细胞分子动力学算法的消息传递次数彼此不同，利用作用路径能够优化消息传递次数.优化消息传递次数是一种设计高效并行算法的方法.因此，本文研究十六个不同的作用路径，推导出十六个表示消息传递次数的数学模型，并在高性能通信和负载平衡方面决定十六个模型中最好的.实验结果表明模型的平均正确率是99.1391%，它的一个时间步骤的并行效率比HS算法平均提高了5.16%，处理器数的增加和截断半径的优化提高其并行效率.

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最小比率旅行商问题的引力搜索算法求解

刘勇1,2，马良1

2013, 34(4): 847-849.

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经典旅行商问题的目标函数是总路程最小，而在实际情况中往往会考虑旅行商的收益问题，研究了以总路程和总收益之比为目标函数的最小比率旅行商问题.由于该问题的目标函数是非线性的，比求解目标函数是线性的旅行商问题更为困难，为有效求解该问题，提出一种引力搜索算法.算法基于万有引力定律和牛顿第二定律进行寻优，并采用速度和位置的计算模型.同时结合随机键的编码方法，将搜索个体的连续位置转换为离散的城市访问顺序.给出了算法的具体实现方案，并通过仿真和比较实验验证算法的优化性能.实验结果表明该算法可以有效求解最小比率旅行商问题.

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基于局部密度的用户概貌攻击检测算法

张付志，魏莎

2013, 34(4): 850-855.

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针对现有的用户概貌攻击检测算法在检测模糊攻击时精确度不高的问题，本文提出一种基于局部密度的用户概貌攻击检测算法.首先，利用LOF离群点检测算法为每个用户计算局部离群因子，得到用户的局部离群程度；然后，结合攻击用户对目标项目的评分与真实用户评分之间的差异，进一步确定目标项目及攻击目的，最终给出目标项目所对应的攻击概貌.实验结果表明，该算法无论是针对标准攻击还是模糊攻击，均具有较高的检测精度.

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一种人工免疫的自适应谱聚类算法

郭凯，李海芳，王会青

2013, 34(4): 856-859.

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聚类分组数的自动确定是谱聚类算法中一个亟待解决的问题.针对谱聚类算法聚类分组数的获取问题，提出一种基于人工免疫的自适应谱聚类算法.该算法通过模拟抗体的克隆选择机制和免疫系统的初次免疫应答、二次免疫应答机制，实现了数据样本聚类分组数的自动调整，解决了聚类算法需要人工输入聚类分组数的弊端.并分别在线性模拟数据、非凸模拟数据和UCI数据集上验证了算法的可行性、算法在非凸数据集上的优势以及算法的有效性.实验结果表明该算法可以自动获取正确的聚类分组数，提高聚类效果，减少达到全局最优解时的迭代次数，具有较高的稳定性.

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创建者序列重建问题MFL模型的改进算法

吴璟莉1，王华1，黄俊杰2，梁彬彬1

2013, 34(4): 860-863.

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创建者序列重建问题即根据后代基因信息推断其祖先基因信息，最大片断长度问题(the Maximum Fragment Length problem，MFL)模型是求解该问题的有效模型.Roli提出一种求解MFL模型的构造性启发式算法，该算法通过0、1取值比例来确定创建者序列的取值，且通过引入随机信息来解决0、1等比例的情形，导致求解方案的不确定性.针对该问题，提出一种有效的改进算法I-R-Heric，该算法充分利用重组体和创建者矩阵的列向0、1取值比例的相关性等启发式信息，对随机取值问题做出有效限定.实验结果显示，I-R-Heric算法能快速有效地求解MFL问题，并能获得较改进前算法更少的断点个数和更长的片段平均长度.此外，在重组体序列规模较大的情况下，I-R-Heric仍具有较高的执行效率，有很好的实用价值.

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智能监控中的工程车辆识别算法

邵宇1，张全发2,3，蒲宝明2

2013, 34(4): 864-867.

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针对智能监控在矿区监管中的应用，提出一种基于视频序列的工程车辆识别算法.该算法采用目前应用比较广泛的梯度方向直方图(HOG)结合线性支持向量机(SVM)的方法.为了缩小检测范围提高检测效率，在识别之前，算法使用背景差分法提取包含运动目标的区域；同时为提高识别的准确率，本文提出一种基于视频序列的跟踪检测方法,多次检测后给出识别结果.实验结果表明，在实际的现场环境中，所提的算法能够识别出现场的工程车辆，在检测速度和检测正确率方面都优于现有的方法；同时对于CPU资源的占用方面表现出较好的性能.

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非均衡原型结构模式模糊聚类方法研究

肖满生1，汪新凡1，朱永平2

2013, 34(4): 868-871.

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针对传统FCM算法通常只能检测大小近似相等呈球形或椭球分布的样本子集，而对样本结构、类型、密度分布不均衡的数据集聚类效果不理想等问题，提出一种基于原型初始化的样本隶属度分配方法.首先运用数学形态学理论对聚类原型初始化以获得模糊聚类的原型先验知识，在此基础上设计一种样本隶属分配方法进行样本聚类.理论分析和实验表明，该方法不但可以解决样本集内原型结构差异悬殊的数据集聚类问题，而且具有求解速度快、易于实现等优点.

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改进直接线性标定的移动机器人视觉定位算法

陈卫东，尹红娟，朱奇光

2013, 34(4): 872-876.

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在移动机器人视觉定位中，图像处理技术为摄像机标定和视觉定位奠定了基础.本文首先对机器人采集得到的目标图像进行灰度变换，将彩色的图像转换为灰度图像，利用中值滤波滤除目标图像中的孤立噪声点，再使用sobel算子提取图像的边缘，由于提取的边缘不清晰，最终使用改进的hough变换得到图像的清晰边缘.实验中利用matlab 7.5软件对图像进行处理，获取到准确的目标点像素.而要得到机器人在实际坐标系中的坐标，需要对摄像机进行标定，本文对直接线性标定算法进行改进，利用最小二乘法简化计算的过程，实现机器人视觉定位过程.实验结果表明，该方法简单且有效，提高了定位的准确度，验证了该方法在视觉定位中的有效性和可行性.

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"植物-雨滴"交互过程的可视化模拟

丁维龙，金胡俊，徐利锋，程志君

2013, 34(4): 877-880.

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与雨的交互是影响植物生长以及植物生态系统的一个要素.提出一种模拟植物与雨滴交互过程的计算机方法.先基于雨滴与叶片碰撞前后水质量守衡的假设和基于粒子系统的雨滴模拟，建立了雨场景模型.然后基于物理学中的动能守恒原理，模拟了雨滴在植物冠层三维空间结构中的传播路径.再通过雨滴粒子与叶片间的碰撞检测，模拟雨粒子作用下的植株形变过程.该方法已经使用OpenGL在NVIDIA GeForce3图形硬件上实现.结果表明，该方法不仅能逼真地模拟雨场中植物的动态变形，还能动态地模拟雨滴在植物冠层中的传输与分布情况.

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在线编码谱聚类及图像分割方法

管涛,段莹,刘宁

2013, 34(4): 881-886.

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目前，谱聚类已经成为图像分割领域的研究热点，但是，常见谱聚类算法具有O(n3)的复杂度，在图像分割的应用受到限制.基于在线的多尺度竞争学习，文中提出了一种基于在线编码的多尺度谱聚类算法，并应用于图像分割.首先，算法通过在线竞争学习算法构造m(mn)个原型来编码原始数据.然后，利用多尺度谱聚类对原型进行分组，标注样本并得到最终的聚类结果.算法的复杂度近似为O(mn+m2)，因而，较好地提高了谱聚类在图像分割上的效率.在三组数据上开展了实验：在非凸数据集上的结果表明，文中算法具有良好的多尺度性质.在合成的高斯数据集上进行了效率对比分析，说明文中算法能有效压缩样本量，提高效率.在标准的图像上的分割效率优于通常的NJW谱聚类算法和在分割质量上优于k-means算法.和基于抽样的Nystrm算法相比，具有一定优势.

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一种自适应无监督彩色图像分割方法

陈坤，马燕，刘俊

2013, 34(4): 887-891.

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提出一种在模式识别、计算机视觉，尤其是彩色图像分割上有不同应用的自适应无监督方法.该方法自适应聚类Lab空间中视为三维数据的图像像素.主要包括三个步骤，首先，应用直方图和FCM技术自适应初始化聚类中心，然后进行初始分割，最后，考虑到颜色相似性和空间连通性对初始分割结果进行合并.本文算法已成功应用到Berkeley图像库，我们进行了大量的实验检验所提算法的性能.实验结果表明，与当前一些分割算法，比如：Mean-Shift、NCuts、FH和CTM相比，本文方法能够产生合理的或者更好的划分，这证明了本文方法的实用价值.

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应用于JPEG XR的半脆弱数字水印技术

朱海华

2013, 34(4): 897-901.

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对JPEG XR的编解码过程、频率结构和码流结构进行分析和研究，提出一种半脆弱数字水印技术实现图像的鲁棒性认证和内容认证.提取频率模式码流的DC系数和低通系数构造基于图像的二值数字水印，置乱后嵌入到JPEG XR解码后的图像对应像素的Y分量的最低有效位中，然后再对含有水印的图像进行JPEG XR编码实现水印嵌入.对基于图像的二值信息和嵌入在图像的二值水印信息比较实现篡改定位.通过篡改定位实验及压缩、噪声、剪切等常见攻击方式实验，结果表明该半脆弱数字水印具有较好的鲁棒性和内容认证能力.

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应用于JPEG XR的半脆弱数字水印技术

朱海华

2013, 34(4): 897-901.

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对JPEG XR的编解码过程、频率结构和码流结构进行分析和研究，提出一种半脆弱数字水印技术实现图像的鲁棒性认证和内容认证.提取频率模式码流的DC系数和低通系数构造基于图像的二值数字水印，置乱后嵌入到JPEG XR解码后的图像对应像素的Y分量的最低有效位中，然后再对含有水印的图像进行JPEG XR编码实现水印嵌入.对基于图像的二值信息和嵌入在图像的二值水印信息比较实现篡改定位.通过篡改定位实验及压缩、噪声、剪切等常见攻击方式实验，结果表明该半脆弱数字水印具有较好的鲁棒性和内容认证能力.

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一种H.264亚像素全搜索的改进算法

毛剑飞，毛飞飞，张杰，王刚

2013, 34(4): 902-905.

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H.264是一种高性能的视频编解码技术，它较之其他标准在很多方面有了很大提高，全搜索(FS,FullSearch)是块匹配算法最直接的实现方式，由于其在图像质量方面的优越性，常作为其他算法在图像方面的参考，但是由于H.264亚像素全搜索算法得到的点并非是全局最优点，提出一种新的亚像素全搜索算法.该算法搜索所有候选点，防止落入局部最佳点，有效避免了H.264算法的缺点.实验表明，新的算法优于H.264亚像素全搜索算法，能将图像质量提高0.3db左右.鉴于本文算法编码的图像质量胜于H.264亚像素全搜索算法，可将本算法作为其它亚像素搜索算法的参考，并在图像质量方面通过本算法来评测其它算法的优劣.

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Clifford代数3D人脸姿态矫正方法

丁立军，冯浩，华亮

2013, 34(4): 906-909.

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非正面视图的3D人脸对特征提取及识别结果有不等程度的影响，因此在预处理阶段需要对3D姿态进行矫正，使其还原于正面视图.本文就其提出一种基于Clifford代数理论的3D人脸姿态矫正方法，即通过计算与检测3D人脸的特殊点，确定人脸正面所在平面及空间的几何位置；再构造Clifford代数的几何旋转算子对3D人脸顶点坐标向量进行旋转，使其3D人脸正面处于坐标正视图,眼睛保持水平位置以现实姿态矫正.实验结果表明该方法计算简单，几何意义直观，矫正精度高，并具有通用性.

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双向扩散耦合阈值的小波边缘检测算法

刘晨华1，冯象初2

2013, 34(4): 910-914.

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为了准确的提取含噪图像在边缘点处所对应的小波系数，根据偏微分方程一步迭代扩散的结果等价于平移不变Haar小波去噪的一步收缩，结合前向-后向的双向扩散的特点，提出双向扩散耦合阈值的小波边缘检测新方法.该方法对噪声图像进行小波变换，得到的高频部分进行双向扩散耦合阈值.该阈值有效地去除噪声同时增强了边缘信息，利用阈值后各高频以及低频部分的细节信息，采用多尺度小波变换模极大值检测方法得到最终的边缘图像.实验表明，新方法在滤除图像噪声、保留细节边缘和保持边缘连通性方面都有不错的效果, 具有实用性.

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复杂场景下的实时运动目标检测

赵志宏，田绪红，高月芳

2013, 34(4): 915-920.

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提出一种改进的混合高斯模型算法对复杂场景中的运动目标进行实时检测.该算法首先在模型更新过程中提出一种相似模型调整策略，通过对模型值接近的模型的均值、权值、学习速率等进行自动调整，从而使算法更快地适应光照变化；然后基于尺度不变性局部三值模式纹理特征对检测结果进行校验，以快速有效地消除运动目标的阴影和光照渐变及突变的影响；最后设计一种图像尺度变换方法以提高算法的实时性.与现有算法相比，本文提出的方法能更好地在复杂背景中稳定检测运动目标，同时显著提高目标检测的效率.试验结果验证了本算法的有效性.

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复杂场景下的实时运动目标检测

赵志宏，田绪红，高月芳

2013, 34(4): 915-920.

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提出一种改进的混合高斯模型算法对复杂场景中的运动目标进行实时检测.该算法首先在模型更新过程中提出一种相似模型调整策略，通过对模型值接近的模型的均值、权值、学习速率等进行自动调整，从而使算法更快地适应光照变化；然后基于尺度不变性局部三值模式纹理特征对检测结果进行校验，以快速有效地消除运动目标的阴影和光照渐变及突变的影响；最后设计一种图像尺度变换方法以提高算法的实时性.与现有算法相比，本文提出的方法能更好地在复杂背景中稳定检测运动目标，同时显著提高目标检测的效率.试验结果验证了本算法的有效性.

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线性投影分析在指纹方向场提取中的应用研究

卞维新，徐德琴

2013, 34(4): 921-925.

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指纹方向场提取是自动指纹识别系统中的重要环节，是解决自动指纹识别中的某些关键技术的基础.对基于点梯度的方向场提取中存在的问题进行了分析，提出了一种基于点梯度向量集线性投影分析的指纹方向场提取方法，能较好地提取出指纹方向场.进一步分析和解决了指纹方向场提取时准确性和抗噪性的矛盾，相对于单一窗口，提出使用复合窗口来估计指纹方向场的方法.在FVC 2000指纹数据库中的大量实验表明，该方法相比于传统的均方梯度法有更好的提取精度和鲁棒性，对于有较大噪声的低质量指纹图像仍能给出很好的方向场估计.

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自由曲线缝纫轨迹离散的多目标优化方法

邵文军1，黄禹1，龚时华1，陆凤1，郭鑫1，李敏2

2013, 34(4): 926-930.

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二维花样缝纫机普遍存在B样条缝纫线迹离散不均匀的问题，这对缝纫机的高速运行性能及缝纫质量均造成很大影响.分析了缝纫轨迹的离散过程和原理并建立了相应的数学模型.为寻求最优的解决方法，分别分析了用Newton法和二分法求解的可行性与优缺点，最终确定了基于多目标遗传算法的等弦长离散方法.在遗传目标式的构建，编码方式的选取，变异和交叉算子的设计中均兼有降低算法复杂度的考虑，以确保该算法在嵌入式缝纫系统中高效运行.最后针对具体的缝纫花样的离散将该算法和二分法进行对比，证实了该算法的优越性.该算法已成功应用于二维电脑花样机控制系统中，并取得了很好的效果.

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单处理器多外设实时系统全局能耗优化算法研究

孔繁鑫，林宇晗，徐惠婷，任碧岩，邓庆绪

2013, 34(4): 931-935.

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在电池供电的实时嵌入式系统中，能耗是系统设计的一个重要研究问题.动态电压调度和动态电源管理是两种重要的节能技术.前者是动态改变处理器电压/频率，降低处理器能耗；而后者是动态调整片外设备的工作模式，减少片外设备能耗.目前只有少量研究把这两种技术综合在一起.本文研究支持这两种技术的嵌入式全系统实时任务节能调度问题.针对连续和离散处理器频率模型，论文分别提出高效的算法，通过计算系统运行的能耗最小处理器最优频率和设备最优空闲时间，来实现全系统综合节能的目的.实验模拟表明本文算法大大优于其他算法.

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论文

基于航电总线的分布式实时监控系统同步算法

季健1，赵振宇2，王洲2，庄毅1，顾晶晶1

2013, 34(4): 936-940.

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随着航空技术、计算机软硬件技术的高速发展，航电综合系统的高精度时钟同步越来越重要.针对多总线分布式实时监控系统要求各设备高度时间同步的问题，本文在分析国内外已有时钟同步算法的基础之上综合考虑了传输时延、时钟偏移误差及网络排队时延，并将实时监控流量带来的网络抖动现象作为重要因素引入到同步算法中，设计了基于TSC的高精度软时钟服务机制，提出一种基于航电总线的分布式实时监控系统时钟同步算法CSA-RTMS，并详细分析了误差范围等性能.实验结果表明，与传统的NTP同步协议相比，该同步方法精度更高，同步效率快，而且受网络抖动影响小.

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基于快速重构机制的混合式失效检测算法

杨猛，燕雪峰

2013, 34(4): 941-944.

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宇航、军事等关键应用领域的计算机系统对失效检测的时效性、可靠性、扩展性有高度需求.基于树状结构与环状结构的失效检测算法扩展性强，但前者单点失效问题严重，而后者的诊断延时较大，且在环结构破坏时成倍增长.为此，提出一种基于快速重构机制的混合式失效检测模型及相应算法.将系统进程集合划分为若干子集，子集内部使用环拓扑进行失效检测，并引入快速重构机制，当进程发生失效、环拓扑结构破坏时，使用逆向请求方法进行快速重构；子集之间采用层次结构进行心跳信息和失效信息的传播.实验表明算法具有良好的时效性，能够降低环拓扑破坏对诊断延时的负面影响.

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