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基于GHM可视化和深度学习的恶意代码检测与分类

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信息安全研究 2024年第3期10卷 216-222页

作者：张淑慧胡长栋王连海徐淑奖邵蔚兰田齐鲁工业大学(山东省科学院)山东省计算中心(国家超级计算济南中心) 济南250014 算力互联网与信息安全教育部重点实验室(齐鲁工业大学(山东省科学院)) 济南250014 山东省计算机网络重点实验室(山东省计算中心(国家超级计算济南中心)) 济南250014 山东省基础科学研究中心(计算机科学)齐鲁工业大学(山东省科学院) 济南250014

恶意代码的复杂性和变异性在不断增加,致使恶意软件的检测变得越来越具有挑战性.大多数变异或未知的恶意程序是在现有恶意代码的逻辑基础上进行改进或混淆形成的,因此发现恶意代码家族并确定其恶意行为变得越来越重要.提出了一种基于GHM... 详细信息

恶意代码的复杂性和变异性在不断增加,致使恶意软件的检测变得越来越具有挑战性.大多数变异或未知的恶意程序是在现有恶意代码的逻辑基础上进行改进或混淆形成的,因此发现恶意代码家族并确定其恶意行为变得越来越重要.提出了一种基于GHM(Gray, HOG,Markov)的新型恶意软件可视化方法进行数据预处理.与传统的可视化方法不同,该方法在可视化过程中通过HOG和马尔科夫提取出更加有效的数据特征,并构建了3通道彩色图像.此外,构建了基于CNN和LSTM的VLMal分类模型,对可视化图像进行恶意软件检测分类.实验结果表明,该方法可以有效地检测和分类恶意代码,具有较好的准确性和稳定性.

关键词：恶意软件检测深度学习恶意软件分类内存取证可视化

基于改进 YOLOv7 网络的 SAR 图像舰船目标检测方法

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电讯技术 2024年

作者：胡慧中毛玉明张文康丁青艳山东交通学院信息科学与电气工程学院山东省计算中心(国家超级计算济南中心)

针对合成孔径雷达（SAR）图像在舰船检测过程中因其环境复杂、舰船尺寸多样而导致检测精度低的问题。提出一种轻量级的Cross Stage Ghostnetv2(CSG)模块替换YOLOv7网络中的ELAN模块和ELAN-W模块，减少网络的参数数量和计算成本；在颈部... 详细信息

针对合成孔径雷达（SAR）图像在舰船检测过程中因其环境复杂、舰船尺寸多样而导致检测精度低的问题。提出一种轻量级的Cross Stage Ghostnetv2(CSG)模块替换YOLOv7网络中的ELAN模块和ELAN-W模块，减少网络的参数数量和计算成本；在颈部网络中引入ConvNeXt模块，加强图片的特征提取能力以提高小目标的检测能力；最后采用K-means++ 聚类自动生成锚框，提高算法的识别精度。在SSDD数据集（SAR Ship Detection Dataset）上实验结果显示：该算法的平均精度均值mAP@0.5较YOLOv7提升4%，模型参数Params下降10.9%，计算量GFLOPs减少63.7%，在提高精确度的情况下大幅度降低了模型复杂度。实验结果证明了本算法在舰船目标检测上的有效性。

关键词： YOLOv7 合成孔径雷达图像目标检测轻量级

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基于GPU的LBM迁移模块算法优化

计算机工程 2024年第2期50卷 232-238页

作者：黄斌柳安军潘景山田敏张煜朱光慧齐鲁工业大学(山东省科学院)山东省计算中心(国家超级计算济南中心) 山东济南251013 济南超级计算技术研究院高性能计算实验室山东济南251013 哈尔滨工业大学能源科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001

格子玻尔兹曼方法(LBM)是一种基于介观模拟尺度的计算流体力学方法,其在计算时设置大量的离散格点,具有适合并行的特性。图形处理器(GPU)中有大量的算术逻辑单元,适合大规模的并行计算。基于GPU设计LBM的并行算法,能够提高计算效率。但... 详细信息

格子玻尔兹曼方法(LBM)是一种基于介观模拟尺度的计算流体力学方法,其在计算时设置大量的离散格点,具有适合并行的特性。图形处理器(GPU)中有大量的算术逻辑单元,适合大规模的并行计算。基于GPU设计LBM的并行算法,能够提高计算效率。但是LBM算法迁移模块中每个格点的计算都需要与其他格点进行通信,存在较强的数据依赖。提出一种基于GPU的LBM迁移模块算法优化策略。首先分析迁移部分的实现逻辑,通过模型降维,将三维模型按照速度分量离散为多个二维模型,降低模型的复杂度;然后分析迁移模块计算前后格点中的数据差异,通过数据定位找到迁移模块的通信规律,并对格点之间的数据交换方式进行分类;最后使用分类的交换方式对离散的二维模型进行区域划分,设计新的数据通信方式,由此消除数据依赖的影响,将迁移模块完全并行化。对并行算法进行测试,结果显示:该算法在1.3×10^(8)规模网格下能达到1.92的加速比,表明算法具有良好的并行效果;同时对比未将迁移模块并行化的算法,所提优化策略能提升算法30%的并行计算效率。

关键词：高性能计算格子玻尔兹曼方法图形处理器并行优化数据重排

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处理器性能波动检测的计时方法及评价指标

计算机学报 2024年第2期47卷 456-472页

作者：廖秋承左思成王一超林新华上海交通大学高性能计算中心上海200240

超级计算机中的性能波动通常表现为软件在同一硬件上运行得忽快忽慢,或在配置相同的硬件上运行得快慢不一.在多种性能波动来源中,处理器性能波动隐蔽性强且危害巨大,可导致超级计算机整机性能急剧下降.然而,当前处理器性能波动研究面临... 详细信息

超级计算机中的性能波动通常表现为软件在同一硬件上运行得忽快忽慢,或在配置相同的硬件上运行得快慢不一.在多种性能波动来源中,处理器性能波动隐蔽性强且危害巨大,可导致超级计算机整机性能急剧下降.然而,当前处理器性能波动研究面临两大难题.首先,现有工具难以检测微小的性能波动.为了准确检测纳秒级的处理器性能波动,计时方法需要具有很高的精度和灵敏度.然而,现有工具在真实应用中用于计时测量时,计时结果波动可达数万拍,难以检测处理器性能波动.其次,现有方法难以客观评价不同工具的性能波动检测能力,缺乏量化评价指标.一次性能波动检测包含大量计时结果,其分布可能受性能波动和计时波动的共同影响.然而,现有方法无法评价这些测量结果是否真实反映了性能波动的特征.为解决第一个问题,本文对PAPI在不同缓存状态下的计时波动进行了测量和原因分析.随后,基于x86和Armv8指令集的内存屏障和序列化指令,设计了序列化屏障计时方法,用以抑制计时波动.为解决第二个问题,本研究对计时波动进行建模,首次提出了跨平台的计时方法精度和灵敏度指标及评价方法,定量评估了计时方法对微小时间波动的测量能力,为性能波动的检测和判定提供了依据.实验表明,在英特尔Xeon 6248和华为鲲鹏920-6426处理器上,与PAPI相比,序列化屏障计时方法的精度提高了2.2~30.2倍,灵敏度提高了1.9~44.8倍,并且能够检测到纳秒级别的性能波动.

关键词：高性能计算处理器微架构性能波动性能分析性能评测

国产神威环境下Athread代码生成工具的设计与开发

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计算机工程与设计 2024年第2期45卷 633-640,F0003页

作者：刘加伟郭强庄园张海红王利曾云辉齐鲁工业大学(山东省科学院)计算机科学与技术学部山东济南250014 齐鲁工业大学(山东省科学院)山东省计算中心(国家超级计算济南中心) 山东济南250103

针对国产神威环境下众核代码编写工作量大的问题,设计实现一个可以将核心段的串行代码自动转换为Athread代码的工具。采用Rust语言进行词法和语法分析,面向不同数组维度的Fortran和C语言程序,基于主程序调用master程序再由master程序调... 详细信息

针对国产神威环境下众核代码编写工作量大的问题,设计实现一个可以将核心段的串行代码自动转换为Athread代码的工具。采用Rust语言进行词法和语法分析,面向不同数组维度的Fortran和C语言程序,基于主程序调用master程序再由master程序调用slave程序的三层模板程序架构,集成常用众核优化方法的代码框架。经过实验分析,采用该自动转换工具生成的Athread代码相较于人工编写的OpenACC*加速的程序有更高的加速比,特别是对多个核心段进行众核化加速时的加速比相差15%,验证该转换工具具有很好的实用性。

关键词：加速线程库代码生成模板引擎语法分析众核处理器神威·太湖之光高性能计算

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面向复杂场景的大数据应用调度方法研究

计算机与数字工程 2024年第2期52卷 473-476,615页

作者：厉承轩杨美红郭莹张虎孙明辉齐鲁工业大学(山东省科学院)山东省计算中心济南250000 山东省计算中心(国家超级计算济南中心) 济南250000

针对Kubernetes默认调度方法在调度复杂场景的大数据应用时,没有根据单个大数据服务的特性权衡影响其性能的因素重要性,从而严重影响了复杂大数据应用的运行性能。提出了基于层次结构分析法的大数据服务容器集群调度方法。该方法针对特... 详细信息

针对Kubernetes默认调度方法在调度复杂场景的大数据应用时,没有根据单个大数据服务的特性权衡影响其性能的因素重要性,从而严重影响了复杂大数据应用的运行性能。提出了基于层次结构分析法的大数据服务容器集群调度方法。该方法针对特定大数据服务的实际需求,给出大数据服务的性能影响因素。对大数据服务建立层次结构模型,构建对比矩阵,计算出最底层宿主机相对于最高层目标来说的权重序列。最终将该容器集群调度到权重最高的宿主机上。调度实验中,论文调度方法调度的服务上传数据用时更短、效果稳定性更高,能够有效提高Kubernetes之上大数据服务的处理效率,进而提高复杂大数据应用的性能。

关键词： Docker Kubernetes 调度大数据微服务

重新思考工业微小缺陷检测中的掩模降采样和回归损失函数

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计算机辅助设计与图形学学报 2024年

作者：李刚邵瑞李敏万洪林周鸣乐韩德隆山东师范大学物理与电子科学学院山东省计算机网络重点实验室山东省基础科学研究中心(计算机科学) 齐鲁工业大学(山东省科学院)山东省计算中心(国家超级计算济南中心)算力互联网与信息安全教育部重点实验室

针对PCB在生产过程中会出现短路、漏孔等缺陷，已有的损失函数和降采样算法存在定位不准确等导致缺陷检测收敛缓慢、检测结果不准确的问题，提出了一种基于掩模降采样和微小缺陷交并比损失的一阶段缺陷检测器. 首先，提出基于面积损... 详细信息

针对PCB在生产过程中会出现短路、漏孔等缺陷，已有的损失函数和降采样算法存在定位不准确等导致缺陷检测收敛缓慢、检测结果不准确的问题，提出了一种基于掩模降采样和微小缺陷交并比损失的一阶段缺陷检测器. 首先，提出基于面积损失的微小缺陷交并比损失函数，以进行更精确的微小缺陷回归定位. 其次，提出基于动态掩模的降采样算法，以利于检测器在缩小参数矩阵尺寸过程中自动筛选重要特征、次要特征和噪声特征，提升缺陷检测器的特征提取能力. 实验结果表明，提出的缺陷检测器在北京大学PCB缺陷数据集和Deep PCB数据集上可分别达到98.50%的mAP和99.02%的mAP，优于现有算法; 提出的降采样算法使YOLOv5等检测器的mAP在北京大学PCB数据集中提升了1.6个百分点，提出的损失函数有利于YOLOv3和YOLOv4等检测器提升其在2个数据集上的检测准确率，展现出良好的鲁棒性.

关键词：损失函数设计降采样缺陷检测目标检测

基于RSMA的无线光通信中预编码与功率分配研究

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光通信研究 2024年第3期 140-146页

作者：梁艳张鹏张鹍齐鲁工业大学(山东省科学院)山东省计算中心(国家超级计算济南中心)算力互联网与信息安全教育部重点实验室济南250014 山东省计算机网络重点实验室山东省基础科学研究中心(计算机科学) 济南250014 国网山东省电力公司电力调度控制中心济南250001

【目的】针对无线光通信(OWC)系统中应用速率分拆接入(RSMA)技术的资源分配问题,提出一种基于线性逼近的联合预编码矩阵和速率分配算法,以提高系统的可靠性和性能。【方法】采用变量转换和线性逼近的方法将非凸分阶函数转化为凸函数。... 详细信息

【目的】针对无线光通信(OWC)系统中应用速率分拆接入(RSMA)技术的资源分配问题,提出一种基于线性逼近的联合预编码矩阵和速率分配算法,以提高系统的可靠性和性能。【方法】采用变量转换和线性逼近的方法将非凸分阶函数转化为凸函数。通过联合预编码矩阵和速率分配算法,有效地分配系统资源,提高系统性能。为了求解最优解,采用连续迭代算法进行优化。【结果】仿真结果表明,文章所提出的联合优化方案显著降低了系统中断概率,并具有快速的收敛速率。这意味着所提方案能够在基于RSMA的OWC(RSMA⁃OWC)系统中提供更可靠和高效的通信性能。【结论】文章所提方案为OWC系统中的RSMA技术提供了有效的资源分配方法,提高了系统的可靠性和性能。进一步的研究应聚焦于RSMA⁃OWC系统的中断概率问题以及资源分配、预编码设计和应用扩展等方面的挑战。该研究为推动RSMA技术在OWC领域的应用和发展提供了有价值的参考。

关键词：速率分拆接入无线光通信资源分配变量转换线性逼近

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山东省设施农业风灾风险评估研究

中国生态农业学报（中英文） 2024年第1期32卷 174-182页

作者：谭方颖王建林张蕾李峰张继波赵晓凤国家气象中心北京100081 山东省气候中心济南250031

本研究利用气象观测、高分辨率卫星影像、灾情直报等数据,基于自然灾害风险理论,探索了设施农业风灾风险评估方法。以山东省为例,从设施农业风灾危险性、暴露度、脆弱性和防灾减灾能力4个方面,构建设施农业风灾风险评估指数,开展风险评... 详细信息

本研究利用气象观测、高分辨率卫星影像、灾情直报等数据,基于自然灾害风险理论,探索了设施农业风灾风险评估方法。以山东省为例,从设施农业风灾危险性、暴露度、脆弱性和防灾减灾能力4个方面,构建设施农业风灾风险评估指数,开展风险评估研究,并对评估结果进行了分析和验证。结果显示,风灾危险性受地形影响,高值区主要分布在鲁中山区和山东半岛;暴露度高值区分布符合设施种植建设用地规范,主要集中在鲁中的东部、鲁西北和鲁西南;脆弱性与基本风压反向分布较为吻合,中高值区主要分布在鲁南和鲁中的东部地区;防灾减灾能力较弱地区主要分布在成灾指数大、风灾预警能力相对较弱、经济欠发达的鲁西北、鲁西南和鲁中的西部;设施农业风灾风险高低由危险性、暴露度、脆弱性和防灾减灾能力共同决定,高风险区主要分布在鲁西北、鲁西南以及鲁中。经检验,设施农业风灾风险分布与风灾灾情发生情况空间上具有显著一致性,基于自然灾害风险理论构建的设施农业风灾害风险评估指数合理、方法可行,结果可为设施农业风灾风险管理以及防灾减损提供参考。

关键词：风灾风险评估日光温室塑料大棚山东