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高可靠信息系统非相似冗余架构中的执行体同步技术

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电子与信息学报 2024年第5期46卷 2122-2136页

作者：于洪刘勤让魏帅兰巨龙中国人民解放军战略支援部队信息工程大学信息技术研究所郑州450000

非相似冗余架构被广泛使用到信息系统中,提高系统的安全性和可靠性。非相似冗余架构中的执行体之间存在差异,当系统正常工作时,执行体表现一致,但在面对恶意攻击行为时,执行体会表现出不一致。架构通过比较执行体的表现监控系统、感知威... 详细信息

非相似冗余架构被广泛使用到信息系统中,提高系统的安全性和可靠性。非相似冗余架构中的执行体之间存在差异,当系统正常工作时,执行体表现一致,但在面对恶意攻击行为时,执行体会表现出不一致。架构通过比较执行体的表现监控系统、感知威胁,从而提升系统安全可靠性。执行体的同步监控,是所有非相似冗余架构都需要解决的难题。目前没有针对同步技术比较系统性的描述和总结。该文首先对执行体同步问题进行了抽象建模,然后提出基于同步点的同步技术分类方法,并分别对每种技术的基本方式、流行度、优缺点进行了总结。该文还提出了影响同步效果的3个重要指标:同步点、误报率和性能,同时给出了同步技术的数学模型,可用于同步技术的设计评估。最后,结合网络弹性工程领域和软件定义晶上系统领域的发展,指出了同步技术未来的发展潜力和可能的发展方向。

关键词：非相似冗余多变体异构冗余执行体同步

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基于FPGA的卷积神经网络和视觉Transformer通用加速器

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电子与信息学报 2024年第6期46卷 2663-2672页

作者：李天阳张帆王松曹伟陈立信息工程大学信息技术研究所郑州450002 空军95072部队南宁530000 复旦大学大数据研究院上海200433

针对计算机视觉领域中基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)的传统卷积神经网(CNN)络加速器不适配视觉Transformer网络的问题,该文提出一种面向卷积神经网络和Transformer的通用FPGA加速器。首先,根据卷积和注意力机制的计算特征,提出一种面... 详细信息

针对计算机视觉领域中基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)的传统卷积神经网(CNN)络加速器不适配视觉Transformer网络的问题,该文提出一种面向卷积神经网络和Transformer的通用FPGA加速器。首先,根据卷积和注意力机制的计算特征,提出一种面向FPGA的通用计算映射方法;其次,提出一种非线性与归一化加速单元,为计算机视觉神经网络模型中的多种非线性和归一化操作提供加速支持;然后,在Xilinx XCVU37P FPGA上实现了加速器设计。实验结果表明,所提出的非线性与归一化加速单元在提高吞吐量的同时仅造成很小的精度损失,ResNet-50和ViT-B/16在所提FPGA加速器上的性能分别达到了589.94 GOPS和564.76 GOPS。与GPU实现相比,能效比分别提高了5.19倍和7.17倍;与其他基于FPGA的大规模加速器设计相比,能效比有明显提高,同时计算效率较对比FPGA加速器提高了8.02%~177.53%。

关键词：计算机视觉卷积神经网络 Transformer FPGA 硬件加速器

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任意三粒子GHZ态和W态的概率隐形传态

电子科技大学学报 2024年第2期53卷 291-298页

作者：王浩圳谭晓青许青山包戴鹏伟暨南大学信息科学技术学院广州510632

构造了一个全新的由两个多粒子部分纠缠态组成的用于量子隐形传态(QT)的量子信道。利用构造的量子信道,提出了两个任意三粒子GHZ态和W态的受控概率隐形传态的三方方案。发送者执行贝尔态测量和单粒子测量,控制者执行贝尔态测量,接收者... 详细信息

构造了一个全新的由两个多粒子部分纠缠态组成的用于量子隐形传态(QT)的量子信道。利用构造的量子信道,提出了两个任意三粒子GHZ态和W态的受控概率隐形传态的三方方案。发送者执行贝尔态测量和单粒子测量,控制者执行贝尔态测量,接收者引入一个辅助粒子并执行相应酉操作,可实现任意三粒子GHZ态和W态的概率隐形传送。两个QT方案的总成功概率都是8d^(2)n^(2)(其中d和n是量子信道的系数)。

关键词：贝尔态测量部分纠缠态量子隐形传态酉操作

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支持增量式编程的多模态网络环境

电子学报 2024年第4期52卷 1230-1238页

作者：崔子熙田乐崔鹏帅胡宇翔伊鹏邬江兴中国人民解放军战略支援部队信息工程大学信息技术研究所河南郑州450001

当前,多模态网络编程模型与底层硬件紧耦合、强相关,导致网络程序呈现扁平化和单片化特征.因此,持续开发模态程序效率低下且极易出错,制约了网元设备的可用性和可靠性.为此,本文提出面向多模态网络的编程环境(PINet’s Programming Envi... 详细信息

当前,多模态网络编程模型与底层硬件紧耦合、强相关,导致网络程序呈现扁平化和单片化特征.因此,持续开发模态程序效率低下且极易出错,制约了网元设备的可用性和可靠性.为此,本文提出面向多模态网络的编程环境(PINet’s Programming Environment,PPE),支持增量式开发网络协议与功能.基于“巨型交换机”思想,PPE提出了一种平台无关的编程模型及语言,支持模块化编程和跨平台移植,通过模块单元的灵活组合提高网络程序的开发效率.同时,针对上述模型设计了前后端分离的编译系统框架.该系统自动化解析并组合分布式的模态程序,通过优化报文处理逻辑自动适配硬件资源约束.实验结果表明,在不影响硬件性能的基础上,PPE能够降低20%的程序开发量,同时引入编译时延和资源开销在合理范围内.

关键词：编程模型多模态网络可编程数据平面模块化增量式编程网络模态

大数据驱动的快消品终端拜访“云-边”联动决策与优化

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机械工程学报 2024年第6期60卷 58-68页

作者：赵阔王皂琦潘臻信潘扬华张中飞屈挺暨南大学智能科学与工程学院珠海519070 暨南大学信息科学技术学院广州510000 暨南大学物联网与物流工程研究院珠海519070 暨南大学管理学院广州510000

随着我国的快消品消费市场快速增长,快消品公司的终端拜访成本显著增加,同时终端拜访场景面临着终端信息的实时获取、动态的决策与客户需求动态响应的问题。提出针对快消品终端拜访问题的“云边联动信息架构”,设计“动态云边联动机制”... 详细信息

随着我国的快消品消费市场快速增长,快消品公司的终端拜访成本显著增加,同时终端拜访场景面临着终端信息的实时获取、动态的决策与客户需求动态响应的问题。提出针对快消品终端拜访问题的“云边联动信息架构”,设计“动态云边联动机制”,同时结合深度强化学习算法优化系统决策。经试验仿真结果表明,有效地减少终端拜访人员的在途里程数。针对快消品终端拜访场景,能有效地提高公司终端拜访人员的服务水平,维系客情关系,从而达到提高销量、提升订单转化率等目的。

关键词：终端拜访联动决策强化学习

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融合潜在结构与语义信息的多模态推荐方法

模式识别与人工智能 2024年第3期37卷 231-241页

作者：张晓明梁正光姚昌瑀李肇星安徽大学物质科学与信息技术研究院合肥230601

多模态推荐系统旨在利用文本、视觉等多模态信息提高推荐性能,但系统通常将多模态的语义信息融入物品表示中,或利用多模态特征挖掘潜在结构,未充分利用两者之间的关联.因此,文中提出融合潜在结构与语义信息的多模态推荐方法.基于用户历... 详细信息

多模态推荐系统旨在利用文本、视觉等多模态信息提高推荐性能,但系统通常将多模态的语义信息融入物品表示中,或利用多模态特征挖掘潜在结构,未充分利用两者之间的关联.因此,文中提出融合潜在结构与语义信息的多模态推荐方法.基于用户历史行为和多模态特征,构建用户-用户和物品-物品图,挖掘潜在结构,构建用户-物品二部图,学习用户历史行为,并利用图卷积神经网络学习不同图的拓扑结构.为了更好地融合潜在结构和语义信息,利用对比学习,对齐学得潜在结构的物品表示与其多模态原始特征.在3个数据集上的评估实验验证文中方法的有效性.

关键词：推荐系统多模态推荐系统对比学习图神经网络

基于BERT和CNN的致病剪接突变预测方法

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模式识别与人工智能 2024年第2期37卷 181-190页

作者：宋程程赵依然李晓艳夏俊峰安徽大学物质科学与信息技术研究院合肥230601

遗传诊断中的一个关键挑战是评估与剪接相关的致病遗传突变.现有致病剪接突变预测工具大多基于传统的机器学习方法,主要依赖人工提取的剪接特征,从而限制预测性能的提升,尤其对于非经典剪接突变,性能较差.因此,文中提出基于BERT(Bidirec... 详细信息

遗传诊断中的一个关键挑战是评估与剪接相关的致病遗传突变.现有致病剪接突变预测工具大多基于传统的机器学习方法,主要依赖人工提取的剪接特征,从而限制预测性能的提升,尤其对于非经典剪接突变,性能较差.因此,文中提出基于BERT(Bidirectional Encoder Representations from Transformers)和CNN(Convolutional Neural Network)的致病剪接突变预测方法(BERT and CNN-Based Deleterious Splicing Mutation Prediction Method,BCsplice).BCsplice中BERT模块可全面提取序列的上下文信息,与提取局部特征的CNN结合后,可充分学习序列的语义信息,预测剪接突变致病性.非经典剪接突变的影响往往更依赖序列上下文的深层语义信息,通过CNN将BERT的多级别语义信息进行组合提取,可获得丰富的信息表示,有助于识别非经典剪接突变.对比实验表明BCsplice性能较优,尤其是在非经典剪接区表现出一定性能优势,有助于识别致病剪接突变和临床遗传诊断.

关键词：致病剪接突变深度学习预测模型致病性预测

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遗传算法宽光谱光学系统设计方法研究

光学学报 2024年第2期44卷 163-169页

作者：陈阳王益清高明冯斌西安工业大学光电工程学院光电信息技术研究所陕西西安710021

针对宽光谱光学系统初始结构构建效率低、设计周期长的问题,提出基于遗传算法的宽光谱光学系统设计方法。推导等焦距、等像面成像条件,建立合理的优化目标函数,以光学结构参数作为遗传变量,利用研究的遗传算法解算出大量优异初始结构,... 详细信息

针对宽光谱光学系统初始结构构建效率低、设计周期长的问题,提出基于遗传算法的宽光谱光学系统设计方法。推导等焦距、等像面成像条件,建立合理的优化目标函数,以光学结构参数作为遗传变量,利用研究的遗传算法解算出大量优异初始结构,筛选最优结构输入到光学仿真软件中,经过简单优化即可得到满足要求的宽光谱光学系统。以此方法设计了可见光、近红外宽光谱光学系统,系统成像波段为0.4~1.2μm,焦距为40 mm,视场角均为±5°,波段范围内焦距差异小于0.03 mm,且宽光谱范围内成像质量良好。

关键词：宽谱段遗传算法等焦距光学设计方法

基于图神经网络与深度学习的PDF文档检测模型

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计算机工程与设计 2024年第2期45卷 356-366页

作者：雷靖玮伊鹏陈祥信息工程大学信息技术研究所河南郑州450002

针对传统PDF文档检测误报率过高的问题,提出一种基于图神经网络与深度学习的检测模型DGNN。通过收集文档运行时各线程产生的系统调用数据生成相应的系统调用图,运用所提基于H指数的图采样策略缩减数据规模;采样后的子图作为模型DGNN的输... 详细信息

针对传统PDF文档检测误报率过高的问题,提出一种基于图神经网络与深度学习的检测模型DGNN。通过收集文档运行时各线程产生的系统调用数据生成相应的系统调用图,运用所提基于H指数的图采样策略缩减数据规模;采样后的子图作为模型DGNN的输入,借助图卷积网络提取关联关系的同时,利用深度学习提取系统调用对的属性特征并完成特征融合,通过系统调用图的性质判别完成检测。实验结果表明,与其它方法相比,该模型特征提取与训练时间短,有效提高了PDF文档的检测效果。

关键词： PDF文档检测图神经网络深度学习图采样特征分析性能评价系统调用