摘要：随着二代测序技术的快速发展,基因测序成本迅速下降,这导致基因数据的爆炸式增长,基因数据分析工具逐渐无法满足如此大规模的数据分析需求.一方面,基因数据分析工具大多仍为串行执行,无法有效地利用多核结构提升性能并导致计算资源的严重浪费;另一方面,由于前期设计和开发的局限性,分析工具所依赖的底层算法库不能兼顾高性能与友好的用户接口.Gene Panel是当前主流的面向癌症检测的基因数据分析流程,它也是由多种基因数据分析工具组成的.该文面向Gene Panel流程:(1)设计并实现了一套全新的并行Gene Panel基因数据分析流程,通过数据并行和任务并行两种主要并行手段并结合负载均衡等其他优化方法,有效地提升了多核平台的资源利用率,并获得了4~7倍的整体加速比;(2)设计并实现了一种接口友好的高性能基因数据分析底层库HCC.由于相似的算法特征,该文的优化方法同样适用于除Gene Panel外的其他测序流程.

摘要：作为一种新兴的计算模式,云计算受到了学术界和产业界的广泛关注.云计算以互联网服务和应用为中心,服务提供者需要存储和分析海量数据.为了能够低成本高效率地处理Web量级数据,主要的互联网公司都在由商品化服务器组成的大规模集群系统上研发了分布式编程系统.编程模型可以降低开发人员在大规模集群上编程的难度,并让程序充分利用集群资源,但设计这样的编程模型面临巨大挑战.首先说明了数据密集型计算的特点,并指出了编程模型要解决的基本问题;接着深入介绍了国际上代表性的编程模型,并对这些编程模型的特点进行了比较和分析;最后对当前所面临的问题和今后的发展趋势进行了总结和展望.

摘要：为了提高图形渲染程序的性能,根据统一脚本核心硬件的特征,提出一种在材质空间进行二次排序的场景组织算法.首先在硬件抽象层扩展了材质的定义;然后根据扩展的材质定义重新组织场景中的对象,再在材质空间中对物体进行二次排序;最后把排序好的对象发送给图形渲染线进行渲染输出.该算法在不改变图像渲染质量的前提下,可以极大地加快图像的渲染速度.实验结果表明,文中算法可较大地提高图形渲染程序的性能.

摘要：网络软件平台已成为当今软件技术发展的主流趋势和竞争焦点 .Web应用服务器是Web计算环境下产生的新型中间件 ,是网络软件平台的关键与核心 ,已逐步成为信息化基础软件设施之一 .该文重点介绍自主研制的WebFrame应用服务器的设计方法和思路 ,并分析了WebFrame的关键实现技术 ,给出了相应的解决办法 .针对目前主流Web应用服务器存在的开放性和灵活性低等不足之处 ,WebFrame的设计遵循一种开放工程的方法 ,采用基于微内核的多层次可扩展模型 ,使得WebFrame具备在其生命周期内支持不同级别定制和可重配置的能力 ,满足不断变化的QoS需求 .对比测试数据表明WebFrame具有较好性能 .

摘要：量子程序在量子计算机上执行时可能由于噪声产生错误.先前的量子程序映射策略将量子程序映射至量子计算机中的最健壮的区域上,以获得更高的保真度.在量子计算机上同时映射多个量子程序可以提升量子计算机的通量和资源利用率.但由于健壮资源稀缺、资源分配冲突,并发量子程序映射会导致整体可靠性下降.介绍了量子程序映射,对相关研究进行分类,并深入分析了其特点与区别.此外,针对并发量子程序映射问题提出了一种新的映射策略,包括3个关键设计:1)提出了社区发现辅助量子位划分算法.结合拓扑结构和错误率数据为并发量子程序进行物理量子位划分,提升初始映射可靠性,避免健壮资源的浪费.2)引入了跨程序SWAP操作,降低了并发量子程序的映射开销.3)提出了一种量子程序映射任务的调度框架,用于动态选取并发量子程序,在保证量子计算机保真度的前提下,提升了通量.所提策略较先前工作在程序执行保真度上提升了8.6%,节省了11.6%的映射开销.所设计的系统是一个面向量子计算机的操作系统原型——QuOS.

摘要：针对一些智能优化算法缺乏完备数学物理理论基础的现状,利用优化问题和量子物理在概率意义上的相似性,建立优化问题的薛定谔方程,将优化问题转化为以目标函数为约束条件的基态波函数问题,同时利用波函数定义了算法的能量、隧道效应和熵,实现了以波函数为中心的优化问题量子模型.这一纲要利用了量子物理完备的理论框架,建立起了优化问题与量子理论广泛的内在联系.从量子物理的角度回答了优化问题解的概率描述,邻域采样函数的选择,算法演化的过程设计,多尺度过程的必要性等问题.智能优化算法的量子理论纲要可以作为研究与构造算法的理论工具,其有效性已得到初步验证.

摘要：结合协同式工厂设计系统中数据管理的要求和特点,给出了基于C/S模式的3层体系结构,并在此基础上提出数据管理的动态模型·详细讨论了模型数据及其拓扑关系的表示方法、模型设计版本的控制方法以及数据访问控制方法等·将这些方法应用于协同式工厂设计原型系统中,较好地解决了系统中数据管理的基本问题·

摘要：为了向普通用户和艺术家提供一种简单且超现实的新兴沙画交互方式,提出一种基于Kinect的交互式真实感沙画实时模拟系统与算法.该系统由预处理、用户交互信息获取、沙画实时处理与绘制3个子系统组成.预处理子系统包括真实沙画图像的采集、分析以及统计操作和沙画画笔样式定义操作,二者仅需要执行一次;用户交互信息获取子系统是沙画模拟算法的起始点,主要利用Kinect交互识别用户手势等动作信息,进而完成功能选择或者沙画不同手法的绘制操作;沙画实时处理与绘制子系统通过基于高度场的沙粒堆积算法与沙堆崩塌算法实现勾沙、铺沙、漏沙等沙画手法,进而将画布高度场转换回RGB图像并完成最终模拟效果的绘制操作.用户体验反馈与实验结果表明,文中系统与算法能够真实、有效、实时、交互地进行沙画艺术创作.

摘要：为减少测试数据存储容量,提出一种动态更新参考切片的IP核测试数据压缩方法.使用3个扫描切片作为参考切片,若扫描切片与参考切片相容时,仅需2位或4位就可编码这个扫描切片,否则这个扫描切片将替换一个参考切片;当扫描切片与多个参考切片相容时,提出了有选择的相容合并策略,以进一步提高压缩率.实验结果表明,与同类方法相比,文中方法具有更高的测试压缩率.

摘要：为了将照片图像转换为具有一定艺术美感的线条画图像,文中设计了3种基于特征流的各向异性滤波器:FGsD滤波器、FGaD滤波器和FLSM滤波器.这些滤波器的主要任务是提取图像的边缘信息,并将其显示为光滑连续的风格化线条.前两种滤波器是在分析数字图像中基于一阶微分和二阶微分边缘检测算法的性能后,将高斯一阶导滤波结果和高斯差分滤波结果进行适当的混合作为边缘检测的微分响应,然后对混合的微分响应值进行柔和阈值化处理提取边缘点.第3种滤波器是专门针对图像中的线型边结构提出的,通过计算局部亮度相似度质量来判断该像素是否属于边缘点.如果将FGsD滤波结果和FLSM滤波结果进行叠加,还可以得到明暗对比度增强的抽象线条画效果.与已有的线条画绘制算法相比,采用文中算法所生成的线条画视觉特征更鲜明、风格化效果更突出、艺术表现力更强烈.