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神威超级计算机运行时故障定位方法

计算机研究与发展 2024年第1期61卷 86-97页

作者：高剑刚郑岩于康彭达佳李宏亮刘勇何王全陈德训王飞国家并行计算机工程技术研究中心北京100190 江南计算技术研究所江苏无锡214083

随着高性能计算机的性能不断提升、系统规模不断提高,系统和应用的错误率也不可避免地持续增多.快速发现和定位系统及应用级的错误、为用户提供高质量服务,成为了超级计算机系统设计开发过程中急需考虑的问题.超级计算机系统中硬件故障... 详细信息

随着高性能计算机的性能不断提升、系统规模不断提高,系统和应用的错误率也不可避免地持续增多.快速发现和定位系统及应用级的错误、为用户提供高质量服务,成为了超级计算机系统设计开发过程中急需考虑的问题.超级计算机系统中硬件故障与异常、软件程序的错误等都会导致用户大规模并行应用的错误、挂死与退出.如何快速准确定位错误现场,让管理员或用户以此为基础查看异常发生的故障进行高精度、高效率的诊断,是维护高性能计算系统可靠性的重要基础.高性能计算机传统的故障定位主要通过硬件异常跟踪、系统日志分析和程序主动探测等方法,缺乏对无日志信息、无明显故障现象的程序挂死问题的定位手段,并且技术的扩展性也面临挑战.针对“新一代神威超级计算机”体系结构和SW26010-Pro众核处理器特点,提出一种运行时故障定位方法,包括基于消息传递的故障关联分析、基于全局聚合信息的在线综合分析诊断、面向申威众核处理器的异常线程过滤方法等关键技术,阐述了如何有效检测、收集、处理大量系统资源和并行进程的异常信息问题,为应对未来超大规模高性能计算中故障高效定位难题提供有效支撑.

关键词： E级计算机可靠性错误定位运行时众核处理器

基于数据增强和损失平衡的机电领域命名实体识别

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计算机工程与应用 2024年

作者：林娜岳希唐聃成都信息工程大学软件工程学院四川省信息化应用支撑软件工程技术研究中心

机电领域命名实体识别是机电创新设计信息检索最基础的过程。目前命名实体识别任务的数据在机电领域较少，且大部分存在不平衡问题。通过构建机电领域命名实体识别数据集，根据数据集文本结构特点设计多维数据增强方法，并提出基于改进l... 详细信息

机电领域命名实体识别是机电创新设计信息检索最基础的过程。目前命名实体识别任务的数据在机电领域较少，且大部分存在不平衡问题。通过构建机电领域命名实体识别数据集，根据数据集文本结构特点设计多维数据增强方法，并提出基于改进loss的命名实体识别模型BERT-BiGRU-CRF（BL）。首先对互联网机电领域文本语料进行爬取并进行标注构成机电领域命名实体识别数据集；然后根据不同方式对数据集的影响从同类实体替换、同义词替换、语料裁减和语料拼接四个方面进行多维数据增强后按一定比例进行数据扩充增加数据丰富度；最后针对数据集数据不平衡问题设计使用Weigh loss平衡focal loss 与CRF loss权重的模型，该模型首先采用BERT进行词向量编码，然后利用BiGRU完成文本向量的特征提取，最后使用CRF进行标签约束与解码。经实验证明，多维数据增强方法对模型效果有显著提升，并且经过改进的模型在原始和增强后数据集上表现均为最优，F1值分别为78.23%和83.3%。

关键词：机电领域命名实体识别数据增强 focal loss Weigh loss

面向不平衡医疗数据的多阶段混合特征选择算法

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计算机工程与应用 2024年

作者：刘佳璇李代伟任李娟张海清陈金京杨瑞成都信息工程大学软件工程学院四川省信息化应用支撑软件工程技术研究中心

为解决医疗数据中存在的特征高维和类别不平衡问题，在基于简单、快速和有效高维特征选择算法SFE(Simple， Fast and Effective high-dimensional feature selection)的基础上，提出了一种面向不平衡医疗数据的多阶段混合特征选择算法HF... 详细信息

为解决医疗数据中存在的特征高维和类别不平衡问题，在基于简单、快速和有效高维特征选择算法SFE(Simple， Fast and Effective high-dimensional feature selection)的基础上，提出了一种面向不平衡医疗数据的多阶段混合特征选择算法HFSIM(Hybrid Feature Selection for Imbalanced Medical data)。HFSIM算法采用改进的自适应边界SMOTE过采样技术，生成符合边界条件的新少数类实例以解决医学数据中类不平衡问题。同时，为了改善搜索空间多样性不足的问题，优化了SFE算法中的非选择操作符率参数UR(Unselected Rate)，有效避免了算法过早收敛及易陷入局部最优的问题。最后将过滤式Fisher Score方法与优化UR参数后的算法有效结合，使算法能以较低的计算成本获得较好寻优能力。经实验验证，相比于SFE算法，HFSIM算法在Ovarian数据集上准确率达到99.67%，提升了2.11%，G-means和F1分别提升了5.13%和2.30%。此外，通过对比特征数量和运行时间，证明了HFSIM算法既保证算法精度又有效降低了计算成本。

关键词：高维不平衡特征选择多阶段混合医疗数据

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存储系统中的局部修复阵列码模型

计算机应用研究 2024年第1期41卷 193-199页

作者：洪铁原唐聃熊攀蔡红亮曾琼许源平成都信息工程大学软件工程学院成都610225 四川省信息化应用支撑软件工程技术研究中心成都610225

对于单容错和双容错的存储系统,在磁盘修复过程中发生的任何故障都可能引起数据丢失,导致修复失败,保证数据的修复效率对于存储系统的可靠性至关重要。RDP码在进行单盘故障修复时使用混合恢复算法能减少25%的读取总量,但是在进行双盘故... 详细信息

对于单容错和双容错的存储系统,在磁盘修复过程中发生的任何故障都可能引起数据丢失,导致修复失败,保证数据的修复效率对于存储系统的可靠性至关重要。RDP码在进行单盘故障修复时使用混合恢复算法能减少25%的读取总量,但是在进行双盘故障修复时需读取所有的元素。针对目前难以同时提升单双盘故障修复效率的问题,对RDP码进行拓展,提出了一种具有局部修复性质的阵列码模型——DRDP码。DRDP码在RDP码的基础上将部分数据列按水平线进行异或计算生成局部水平校验列,并将其参与到全局校验列的编码计算中,从而缩短了修复链,使其拥有局部修复的功能。通过理论分析,DRDP码拥有良好的编译码复杂度和更新效率,大幅节省了单盘故障修复读取开销,并对双盘故障修复读取开销进行了优化,同时能修复75%三盘故障的情况。实验结果表明,与RDP码、LRRDP码和RDP(p,3)码相比,DRDP码的编码时间可节省8.23%~32.89%、单盘故障修复时间可节省7.08%~35.01%、双盘故障修复时间可节省5.07%~29.26%。

关键词：阵列码 RDP码存储系统局部修复读取开销

顾及多级空间索引结构的矢量地图局部加密方法

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测绘学报 2024年第3期53卷 569-581页

作者：丁晨彭程唐建波邓敏杨学习刘慧敏中南大学地球科学与信息物理学院湖南长沙410083 湖南省地理空间信息工程技术研究中心湖南长沙410018 江西师范大学地理与环境学院江西南昌330022

随着地理信息产业的蓬勃发展,地图与各类生活服务深度融合,地图从专业化应用逐步走向大众化应用。大数据时代的到来,为地图数据的分发、共享、获取与动态更新等提供了极大便利,但伴随而来的是地图数据传输过程中面临的信息泄露、窃取等... 详细信息

随着地理信息产业的蓬勃发展,地图与各类生活服务深度融合,地图从专业化应用逐步走向大众化应用。大数据时代的到来,为地图数据的分发、共享、获取与动态更新等提供了极大便利,但伴随而来的是地图数据传输过程中面临的信息泄露、窃取等安全隐患问题也日益严峻。现有的矢量地图加密方法大多是在经典密码学算法基础上扩展而来,虽然已有加密方法考虑到矢量地图的特征,但是现有方法大多仍以整个地图或图层为加密单元,在用户需要访问某个局部的感兴趣区域时需要对整个地图文件或图层进行解密,对于矢量地图的按需局部加密仍未提出有效方案,还难以满足大数据时代地图按需用图、众包地图数据采集与云端更新等应用场景对矢量地图局部加密的应用需求。为此,本文从矢量地图的数据结构特点出发,提出了一种顾及多级空间索引的矢量地图局部加密方法。通过点、线、面不同矢量地图数据的加密试验分析,结果表明:①本文方法可以有效实现矢量地图的局部加解密;②相比于现有加密方法,本文方法采用局部加密策略,且支持多级分块并行加密,具有更高的加密效率;③本文针对不同加密单元采用不同加密参数,显著提高了加密算法的抗攻击能力。

关键词：矢量地图加密空间索引混沌系统局部加密众包数据

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一种基于多层次校验的低恢复成本纠删码

计算机应用研究 2024年第5期41卷 1441-1447页

作者：邓文杰洪铁原唐聃王燮成都信息工程大学软件工程学院成都610225 成都信息工程大学四川省信息化应用支撑软件工程技术研究中心成都610225

随着纠删码在分布式存储系统中的实际应用,纠删码为存储系统提供了更加优秀的存储效率,但当节点丢失时,相较于传统副本技术更多的网络传输带宽开销成为了造成系统性能瓶颈的关键因素。为了解决MDS编码高带宽开销对系统性能的影响,一类... 详细信息

随着纠删码在分布式存储系统中的实际应用,纠删码为存储系统提供了更加优秀的存储效率,但当节点丢失时,相较于传统副本技术更多的网络传输带宽开销成为了造成系统性能瓶颈的关键因素。为了解决MDS编码高带宽开销对系统性能的影响,一类新型编码方案——分组码被应用在分布式存储系统中,相较于传统MDS编码能够有效地降低节点修复时的数据传输量,从而减少网络带宽需求。在Pyramid分组码的基础上进行层次扩展,提出一种HLRC(hierarchical local repair codes)纠删码。HLRC相较于LRC引入了层次编码模型,将原始数据块构建为编码矩阵,根据层次进行分别编码,生成包含数据块范围不同的局部校验块;每个层次包含的数据块数量不同,可以保证修复节点时的低修复成本,同时还拥有较高的存储效率。HLRC相较于Pyramid拥有额外的校验块冗余,能够降低校验块出错和多节点出错时的恢复开销。在基于Ceph的分布式存储系统中的实验结果表明,HLRC与Pyramid等分组码相比,单节点修复开销最高可降低48.56%,多节点修复开销最高可降低25%。

关键词：纠删码分组码层次编码带宽开销恢复成本

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川西北高原区植被覆盖变化及驱动力

水土保持研究 2024年第1期31卷 363-372页

作者：姚昆何磊白琳罗涵西昌学院资源与环境学院四川西昌615000 成都信息工程大学软件工程学院成都610225 四川省信息化应用支撑软件工程技术研究中心成都610225

[目的]了解川西北高原区植被覆盖变化规律及驱动力,为区域植被保护与恢复建设提供理论参考。[方法]以MODIS NDVI为基础数据,结合Sen氏趋势、Manna-Kendall检验及Hurst模型完成该地区近20年空间分布特征、趋势变化和未来可持续状态分析,... 详细信息

[目的]了解川西北高原区植被覆盖变化规律及驱动力,为区域植被保护与恢复建设提供理论参考。[方法]以MODIS NDVI为基础数据,结合Sen氏趋势、Manna-Kendall检验及Hurst模型完成该地区近20年空间分布特征、趋势变化和未来可持续状态分析,以地理探测器对其驱动力进行探索。[结果](1)该地区植被覆盖整体表现为东部相对较好;(2)全时段内,全域80.56%的地区植被覆盖变化趋势为无显著改变,显著改善地区全域面积占比为17.80%;(3)Hurst指数表明,未来全域植被覆盖整体将处于无显著改变的发展状态;(4)高程、年均气温和土壤类型的单因子解释力均在30%以上,它们是驱动植被覆盖分布格局差异形成的主要因素,各因子交互协同作用均为增强效果,各因子适宜植被生长的区间或类型也存在明显差异;(5)自然因素主导了区域植被覆盖空间分布总体格局的形成,而土地利用类型则是驱使其动态变化的关键因素。近20年内,川西高原区植被覆盖变化规律显著,自然因素主导了区域植被覆盖的空间分布格局。[结论]近20年研究区植被覆盖变化规律明显,自然因子虽然主导了植被覆盖的空间布局,但是对其格局变化产生驱动作用的因素主要为人类活动。

关键词： NDVI 植被覆盖地理探测器驱动力川西高原区

贝叶斯框架下利用GPS数据反演震源参数的一种改进MCMC算法

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地球物理学报 2024年第9期67卷 3367-3385页

作者：王乐洋席灿东华理工大学自然资源部环鄱阳湖区域矿山环境监测与治理重点实验室南昌330013 东华理工大学测绘与空间信息工程学院南昌330013 江西省测绘地理信息工程技术研究中心南昌330025

随着机器软硬件设施的飞速发展,贝叶斯算法在各个领域得到了广泛应用.在贝叶斯的框架下,以采样方式的MCMC方法去求解震源参数问题时,马尔科夫链的收敛对于得到合理正确的震源参数至关重要.基于此,本文在已有研究的基础上,改进了MCMC方... 详细信息

随着机器软硬件设施的飞速发展,贝叶斯算法在各个领域得到了广泛应用.在贝叶斯的框架下,以采样方式的MCMC方法去求解震源参数问题时,马尔科夫链的收敛对于得到合理正确的震源参数至关重要.基于此,本文在已有研究的基础上,改进了MCMC方法的随机步长生成方式,使其随机步长整体符合正态分布;并考虑到初值对马尔科夫链的收敛至关重要,提出以非线性启发式搜索算法结合贝叶斯框架下的MCMC算法共同反演地震震源参数.论文以MPSO算法提供初值,以一组随机生成的值作为对照,针对美浓地震,以GPS位移数据验证了改进MCMC算法在收敛速度上优于原始算法,置信区间更为合理;同时验证了以MPSO为贝叶斯算法提供初值的情况下,不仅克服了启发式搜索算法的不稳定性,且改进算法收敛速度更快.为了验证改进算法能大大缩减采样所需要的次数,拓展本文改进算法在不同类型地震中的应用,本文将改进算法以10万次采样反演了博德鲁姆-科斯MW6.6倾滑型地震震源参数.反演结果支持博德鲁姆-科斯地震断层为北向倾斜断层,形变场拟合东西方向(EW)均方根误差为1.43 mm,南北方向(SN)均方根误差为3.23 mm,垂直方向均方根误差为9.69 mm,优于大部分同类型已有文献.

关键词：贝叶斯框架 MCMC算法震源参数反演美浓地震博德鲁姆-科斯地震

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三维PDF地图数据组织模型研究

武汉大学学报(信息科学版) 2024年

作者：徐立杨春成刘鹏刘铭轩陈久栋戴纪龙中国地质大学(武汉)地质探测与评估教育部重点实验室中国地质大学(武汉)国家地理信息系统工程技术研究中心中国地质大学(武汉)地理与信息工程学院

三维电子地图表达客观世界具有形象直观的优势，对三维地理环境的表达与认知具有重要意义。传统三维电子地图数据量大，数据格式多样，使用时依赖专业软件工具，具有一定的用图难度。信息化时代，普通用户对便携式文档格式（portable do... 详细信息

三维电子地图表达客观世界具有形象直观的优势，对三维地理环境的表达与认知具有重要意义。传统三维电子地图数据量大，数据格式多样，使用时依赖专业软件工具，具有一定的用图难度。信息化时代，普通用户对便携式文档格式（portable document format，PDF）比较熟悉，PDF格式具有更好的通用性和普适性。为适应地图大众化应用趋势，降低普通用户用图难度，探索设计了一种新型三维PDF地图数据组织模型，基于PDF便携式文档格式形式化表达三维地图。首先，归纳了三维PDF地图的概念，设计了数据组织结构与数据存储结构。其次，基于该组织模型分别利用地形数据、倾斜摄影数据、城市三维数据开展了三维PDF地图制作试验。最后，讨论分析了三维PDF地图数据组织模型所具备的典型特征。试验表明，三维PDF地图图面清晰美观，具备地图基本特征与PDF轻量化特征。该研究为地图用户提供了一种基于PDF便携式文档格式的三维地图解决方案，有助于拓展三维电子地图的用户群体和应用场景。

关键词：三维PDF地图地图数据组织模型 U3D数据模型