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期刊信息/Journal information
计算机研究与发展
计算机研究与发展

徐志伟

月刊

1000-1239

crad@ict.ac.cn

010-62620696;62600350

100190

北京中关村科学院南路6号

计算机研究与发展/Journal Journal of Computer Research and DevelopmentCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是中国科学院计算技术研究所和中国计算机学会联合主办、科学出版社出版的学术性刊物、中国计算机学会会刊，我国第一个计算机刊物。主要刊登计算机科学技术领域高水平的学术论文、最新科研成果和重大应用成果。
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    一种基于RDMA多播机制的分布式持久性内存文件系统

    陈茂棠郑圣安游理通王晶钰...
    384-396页
    查看更多>>摘要：持久性内存技术与远程直接内存访问(remote direct memory access,RDMA)技术的发展,为高效分布式系统的设计提供了新的思路然而,现有的基于RDMA的分布式系统没有充分利用RDMA的多播能力,难以解决1对多传输场景下的多拷贝文件数据传输问题,严重影响了系统性能.针对此问题,提出一种基于RDM A多播机制的分布式持久性内存文件系统(RDM A multicast transmission based distributed persistent memory file system,MTFS),通过低延迟多播通信机制充分利用RDMA多播能力,将数据高效传输到多个数据节点,从而避免了多拷贝传输操作带来的高延迟.为提升传输操作灵活性,MTFS设计了多模式多播远程过程调用(remote procedure call,RPC)机制,实现了RPC请求自适应识别,并通过优化返回机制将部分传输操作移出关键路径,进一步提升传输效率.同时MTFS提供了轻量级一致性保障机制,通过设计故障恢复功能、数据校验系统、重传策略与窗口机制,当节点出现崩溃时进行快速恢复,并在传输出现错误时实现数据精准检测与纠正,保证了数据的可靠性和一致性.实验证明,MTFS在各测试集上相比现有系统GlusterFS吞吐量提升了10 2～219倍在Redis数据库的工作负载下,MTFS相比于NOVA取得了最高10.7％的性能提升,并在多线程测试中取得了良好的可扩展性.

    持久性内存远程直接内存访问多播分布式文件系统远程过程调用

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    一种多核友好的持久性内存键值系统

    汪庆朱博弘舒继武
    397-405页
    查看更多>>摘要：相比于传统内存,持久性内存具有容量大和非易失的特点,这为构建大规模键值存储系统提供了新的机遇然而,在多核服务器架构下设计持久性内存键值系统面临着诸多挑战,包括并发控制带来的CPU缓存抖动、对持久性内存有限写带宽的消耗和竞争以及持久性内存高延迟带来的线程冲突加剧提出一种多核友好的持久性内存键值系统(multicore-friendly persistent memory key-value store,MPKV),通过设计高效并发控制方法和减少对持久性内存的写操作,充分提高多核并发性能.为避免锁资源带来的额外持久性内存写带宽消耗,MPKV引入了易失性锁管理机制,将写锁资源从索引中分离,在DRAM(dynamic RAM)中单独维护它们.为保证崩溃一致性和提高并发查询性能,MPKV引入了2阶段原子写机制,利用CPU提供的原子写操作指令将系统从一个一致性状态原子地切换到另一个一致性状态,并支持了无锁查询基于易失性锁管理机制,MPKV还提出一种并发写消除机制,以提高更新操作之间的并发效率.当出现2个冲突的更新操作时,并发写消除机制让其中一个操作直接返回,不做任何持久性内存的分配与写操作.实验显示,MPKV相比于pmemkv具有更良好的性能以及多核扩展性其中,在18线程环境下,MPKV的吞吐达到pmemkv的1.7～6 2倍.

    持久性内存多核架构键值系统并发控制崩溃一致性

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    基于持久性内存和SSD的后端存储MixStore

    屠要峰陈正华韩银俊陈兵...
    406-417页
    查看更多>>摘要：持久性内存(persistent memory,PM EM)同时具备内存的低时延字节寻址和磁盘的持久化特性,将对现有软件架构体系产生革命性的变化和深远的影响.分布式存储在云计算和数据中心得到了广泛的应用,然而现有的以Ceph BlueStore为代表的后端存储引擎是面向传统机械盘和固态硬盘(solid state disk,SSD)设计的,其原有的优化设计机制不适合PMEM特性优势的发挥.提出了一种基于持久性内存和SSD的后端存储MixStore,通过易失区段标记和待删除列表技术实现了适用于持久性内存的并发跳表,用于替代RocksDB实现元数据管理机制,在保证事务一致性的同时,消除了BlueStore的compaction所引发的性能抖动等问题,同时提升元数据的并发访问性能;通过结合元数据管理机制的数据对象存储优化设计,把非对齐的小数据对象存放在PMEM中,把对齐的大块数据对象存储在SSD上,充分发挥了PMEM的字节寻址、持久性特性和SSD的大容量低成本优势,并结合延迟写入和CoW(copy-on-write)技术实现数据更新策略优化,消除了BlueStore的WAL日志引起的写放大,提升小数据写入性能测试结果表明,在同样的硬件环境下,相比BlueStore,MixStore的写吞吐提升59％,写时延降低了37％,有效地提升了系统的性能.

    持久性内存并发跳表后端存储混合存储BlueStore存储引擎

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    基于XDR数据分析的OTT视频服务感知质量评估方法

    黄鹂声冉金也罗静张翔引...
    418-426页
    查看更多>>摘要：互联网电视(over the top,OTT)视频业务逐渐成为最流行的在线业务之一,然而网络视频往往由于网络质量差、服务平台过载等原因,出现播放失败、卡顿次数增加、缓冲时间过长等质量问题,导致用户感知质量(quality of experience,QoE)下降.因此,运营商需要精确评估和掌握用户在使用网络视频业务过程中的质量体验,以便提前发现质量问题,进一步开展网络和业务优化工作.为了解决该问题,提出一种基于用户呼叫/事务/会话记录数据(extend data record,XDR)的无参考网络视频质量评估方法该方法从大量XDR数据中提取出与视频质量相关性高的少量信息,将大规模、低价值的XDR话单数据转化为高价值、小规模的视频质量特征信息,有利于后续人工智能算法的应用和视频业务质量评价,降低进一步数据挖掘的资源成本,提升机器学习的输入样本质量和QoE评价结果的准确性.实验表明:使用该方法提取后的数据进行QoE预测,得到的预测结果在准确性方面明显优于目前基于原始XDR数据的QoE机器学习评估方法.

    视频质量评估用户呼叫/事务/会话记录数据数据分析互联网电视用户感知质量

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    基于自适应空间正则化的视觉目标跟踪算法

    谭建豪张思远
    427-435页
    查看更多>>摘要：为解决相关滤波类视觉跟踪算法中的边界效应问题,提出一种基于自适应空间正则化的视觉跟踪算法在经典滤波模型中引入自适应空间正则化项,通过建立正则权重在相邻帧之间的关联,自适应调整当前帧的模型正则化权重,减小边界效应的影响采用自适应宽高比的尺度估计策略,以及基于颜色直方图相似度的模型更新策略,抑制模型漂移,提高跟踪准确性.实验显示,该算法在UAV 123,OTB2013,OTB2015这3个数据集上的跟踪成功率和精确度均高于所有对比的算法,且即使在复杂场景中也能保持良好的跟踪效果特别是在出现运动模糊和目标在平面内旋转2种情况时,该算法的跟踪成功率较排名第2的算法分别提升了9.72个百分点和9.03个百分点,说明所提出的算法具有较好的适应性.

    视觉跟踪相关滤波自适应空间正则化自适应宽高比颜色直方图

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    基于语义分割的红外和可见光图像融合

    周华兵侯积磊吴伟张彦铎...
    436-443页
    查看更多>>摘要：红外图像即使在低光照条件下,也能根据热辐射的差异将目标与背景区分开来,而可见光图像具有高空间分辨率的纹理细节,此外,红外和可见光图像都含有相应的语义信息.因此,红外与可见光图像融合,需要既保留红外图像的辐射信息,也保留可见光图像的纹理细节,同时,也要反映出二者的语义信息.而语义分割可以将图像转换为带有语义的掩膜,提取源图像的语义信息.提出了一种基于语义分割的红外和可见光图像融合方法,能够克服现有融合方法不能针对性地提取不同区域特有信息的缺点使用生成式对抗神经网络,并针对源图像的不同区域设计了2种不同的损失函数,以提高融合图像的质量.首先通过语义分割得到含有红外图像目标区域语义信息的掩模,并利用掩模将红外和可见光图像分割为红外图像目标区域、红外图像背景区域、可见光图像目标区域和可见光图像背景区域;然后对目标区域和背景区域分别采用不同的损失函数得到目标区域和背景区域的融合图像;最后将2幅融合图像结合起来得到最终融合图像.实验表明,融合结果目标区域对比度更高,背景区域纹理细节更丰富,提出的方法取得了较好的融合效果.

    红外图像可见光图像图像融合语义分割掩膜

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