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计算机仿真技术论文范文

计算机仿真技术论文范文随着计算机技术的发展和系统科学的全面开发,结合计算机技术、控制技术、图像技术、三维技术等技术的进步,衍生了一门全新的科学技术——计算机仿真技术。
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计算机仿真技术论文范文一:计算机仿真技术发展趋势摘要:计算机与仿真技术相结合,形成计算机仿真技术的新方法。
随着计算机技术的不断发展,计算机仿真技术被广泛应用。
文章通过介绍计算机仿真技术的发展以及计算机仿真技术在各个领域的应用,探讨了计算机仿真技术的发展方向和趋势。
关键词:计算机仿真;技术;应用;发展1计算机仿真技术简介计算机的仿真技术是一门新兴的综合性的技术,它运用专门的软件,再通过数字作为传播的介体传达给人们。
因此,当人们通过计算机媒体进行浏览观赏时就能够有身临其境的感觉,可以自由选择角度。
一方面,仿真技术的应用得益于控制工程和系统工程的发展,在控制工程和系统工程中逐步探索计算机仿真技术;另一方面,计算机仿真技术可以逐步缩短开发周期,在提高产品质量的同时减少损失,并大大降低人工成本,工作效率逐步提高,在节约经费开支等方面发挥巨大的作用。
2计算机仿真技术原理一般情况下计算机是不能够直接认知和处理的,所以就要求能够建立一个能够反映研究又容易被计算机处理的数学模型,可以用下图来表示:通过了解观察,可以更加清楚地认识到我们所要研究的对象,我们还可以看出,首先,模型的建立。
把我们所抽出来的系统用数学的表达方式表示出来。
其次,模型的转换。
模型转换就是针对上一步抽象出来的数学表达方式通过各种适合的算法以及计算机语言转换成计算机能够处理的形式,这就是通常所说的仿真模型。
模型是计算机仿真的关键地方,实现了这个过程。
再次,模型仿真实验。
将之前得到的仿真模型输入计算机内,按照之前设置好的方案来进行仿真模型,获得仿真的结果。
仿真实验是一个很简单的事情。
但是,如何对仿真的结果进行评价,需要分析仿真的可靠性。
计算机仿真技术及其运用 论文

计算机仿真技术及其运用学生姓名:吴良谱学号: 1020410206班级:10204102指导教师:谢小林2013 年6月4日关键词:仿真技术军事应用引言随着信息处理技术和网络技术的发展,仿真技术的应用已不仅仅限于产品或系统生产集成后的性能测试试验,更可应用于产品型号研制的全过程,包括方案论证、战术技术指标论证、设计分析、生产制造、试验、维护、训练等各个阶段。
同时仿真技术也不仅仅应用于简单的单个系统,也应用于由多个系统综合构成的复杂系统,同时仿真技术在科技进步和社会发展中的作用愈来愈显重要,特别是在军事科学领域,随着高、精尖武器系统的研制和发展,对军用仿真技术的应用和研究提出了更高的要求。
世界各军事强国竟相在新一代武器系统的研制过程中不断完善仿真方法,改进仿真手段,以提高研制工作的综合效益。
军用仿真技术在武器系统战技指标论证、方案选择、研制、试验、鉴定、改进提高以及部队维护保养和训练中的应用,已得到研制方和使用部队的承认和重视。
它对提高新一代武器系统综合性能,减少系统实物试验次数、缩短研制周期,节省研制经费,提高维护水平,延长寿命周期,强化部队训练等方面都可大有作为。
课题的提出、目的及意义仿真技术是伴随着计算机技术的发展而发展的。
在计算机问世以前,基于物理模型的实验一般称为“模拟”,它一般附属于其他相关学科。
自从计算机特别是数字计算机出现以后,其高速计算能力和巨大的存储能力使得复杂的数值计算成为可能,计算机仿真技术得到了蓬勃的发展,从而使计算机仿真成为一门重要的学科。
随着仿真应用的日益扩展,计算机仿真的外延也在延伸。
如现代的各种仿真训练器:飞行器,船舶、轮机仿真训练器等,尽管在景观、声响、操纵和监控系统等方面大量地采用物理仿真,但其核心部分仍然是对系统及其各组成元件的实时计算机数学仿真。
广义地.这些仿真也纳入了计算机仿真的范围。
[1] 计算机仿真(Computer Simulation)又称计算机模拟(Computer Analogy)或计算机实验。
复杂系统计算机仿真设计论文

复杂系统计算机仿真设计论文复杂系统计算机仿真设计论文复杂系统成为目前国家发展主要解决的问题之一。
复杂系统涉及的范围有社会、政治、军事、管理、经济、生物、工程等方面。
复杂系统直接影响着社会各个层面的活动,增加了研究复杂系统的难度,随着社会的不断发展,对复杂系统进行科学有效的研究尤其重要,因此,相关部门要加大复杂系统计算机仿真的研究与设计。
1复杂系统概述1.1复杂系统的含义目前我国对复杂系统还没有明确的定义,对复杂系统的理解还处于研究阶段。
大家所理解的复杂系统主要是指巨大的元素数量组成的系统,而系统各元素之间具有随机性、非线性的依存关系,系统功能难以利用抽象描述、形式化描述体现出来。
如金融证券市场就可以视为一个复杂系统,而该复杂系统的组成元素主要包括国家金融、监管机构、上市公司、证券公司、证券参与者等,而这些促成元素之间即相互依存又各自独立。
1.2复杂系统的特点复杂系统的主要特点有不可计算性、自主性、关联性、开放性。
不可计算性主要是指复杂系统的行为难以通过数学的方式描述出来,各元素行为的总和不等同于复杂系统的整体行为。
自主性是指元素之间独立自治性较强,各自元素行为通常是自行规划来完成,全局控制在复杂系统中是不存在的。
关联性是指元素之间虽然各自独立,但它们相互作用,而且作用的影响相当大,甚至可以影响整个复杂系统的状态、行为。
开放性是指系统的元素种类多且数量大,在对复杂系统研究的过程中不能单独的对某元素进行封闭研究,要使用突现、聚集的方法,复杂系统简化常通过元素聚类、集来实现。
2复杂系统计算机仿真的应用2.1自适应Agent复杂系统计算机仿真应用平台最具影响力的设计是由美国桑培飞研究提出的自适应Agent仿真平台。
不同智能主体Agent通过单机中的若干线程和进程构成,包括反应Agent、交互Agent、控制/显示Agent、局部Agent、全局Agent、对象管理、控制时间推进。
而且不同的Agent具有不同的功能,反应Agent具有自适应能力,交互Agent能够完成网络的交互,控制/显示Agent能够完成人机交互,局部Agent或全局Agent能够进行通信。
浅谈计算机仿真技术论文

浅谈计算机仿真技术论文摘要:目前,计算机逐渐被普及到生活生产各个方面,并逐渐被拓展至化工行业内应用,计算机仿真技术化工行业内应用范围渐渐被扩大,某种特殊程度上促进化工行业可持续发展。
本文由计算机仿真技术化工行业应用角度阐述该技术优势,以及对其应用必要性,希望可以对相关工作者带来一些启示。
关键词:计算机仿真技术;化工;应用伴随科学技术逐渐发展进步,化工行业设施装置逐渐趋于大型化、复杂化发展,自动化水平逐渐提升,操作要求更加严格。
需要相关操作人员与技术人员渐渐提升自身业务能力与水平,不单确保生产设备能够稳定安全与长期运行,还需要有关工作者对于发现事故做到尽快合理处理,争取避免有所损失。
在化工行业里,传统培训体系偏向于师傅带领徒弟传帮带形式,而有关工作人员对于故障处理的能力,通常要靠长时间实践积累为主,还要具备资历师傅将其所掌握的原封不动传授给徒弟。
该方式比较真实,但却受到授培训时间与周期限制,培训内容缺少丰富性,某种程度上有可能增加相关工作者独立上岗时间,不符合生产技术可持续发展与生产装置更新所需。
1应用计算机仿真技术重要性化工行业常需要针对部分具体工程设备与工艺流程予以操作,才逐渐深入至岗位操作人员,然后通过培训,培训工作通常结合实物挂图与微缩器具将知识传授出去,传授过程比较枯燥。
实物挂图与教具基于实用因素与经济因素,并不选择大尺寸,致使所有培训工作人员详细掌握相关操作与原理。
结合3D技术绘制能够让设备形象更趋于逼真化,可做任意旋转,使培训工作人员可实现全方位观察工艺与设备[1]。
结合Flash技术制作设备动画有效代替挂图,对设备动态进行演示的时候更为生动形象,帮助相关人员针对设备工作原理予以掌握,能够很好带动培训人员热情。
并且,使用设备较为方便,对使用要求可以很好满足。
2基于计算机仿真技术化工数据模型结合计算机做仿真模拟,是把化工过程数理带入计算机当中,接下来经计算机把工艺过程进行模拟与反映。
所有原理基于人为因素转变,可以得到与之匹配反应过程与反应结果变化值。
计算机仿真论文

计算机仿真论文计算机模拟仿真在机械加工过程中的应用摘要:介绍了数控车削和铣削加工过程的计算机模拟技术的发展现状,提出了在机械加工过程中仿真模拟存在的问题,并对机械加工过程中计算机模拟仿真的发展趋势进行了分析。
关键词:车削过程仿真;铣削过程仿真;几何仿真;物理仿真;模拟仿真Abstract:The application of simulation technology in the numerical controlmachining process of turning and milling was intuced. The problem for the simulation technology ofmechanicalmachining was presented, the development trend of the simulatitechnology ofmechanicalmachiningwas analyzed.Keywords:Turning process simulation; Milling process simulation; Geometry simulation; Physics simulation; Simulation引言中国已是制造大国[1],制造业的发展对产品性能、规格、品种不断提出新的要求,产品的生命周期越来越短,新产品的开发时间是决定性因素[2]。
虚拟制造是一种新的制造技术,它以信息技术、仿真技术、虚拟现实技术等为支持,对产品的设计、生产、检测、装配的全过程进行统一的建模和仿真,模拟现实的制造系统,实现产品从开发、制造到装配的全过程的优化,从而达到缩短产品周期、降低开发成本、提高生产效率的目的[3,4]。
而机械加工过程仿真在虚拟制造中占有重要地位,通过加工仿真,可以评价所设计零件的可加工性,验证NC程序的正确性,避免传统产品开发中的试切过程[5],预测刀具的破损、磨损,了解加工参数和材料参数的变化对加工表面的影响,包括其表面精度、硬度和表面残余应力等等,为实际加工过程的智能化实现创造了有利条件,同时它也是研究加工过程的重要手段。
计算机仿真论文(5篇)

计算机仿真论文(5篇)计算机仿真论文(5篇)计算机仿真论文范文第1篇1.1计算机仿真软件制造业是我国当前的主力进展领域,是我国经济的支柱产业,这其中就涵盖着机械制造以及各种型材的制造等。
制造业在当前所面临的是产品的竞争,所以要在详细的指标上要能够得到满意,要求产品的价格是最低的,以及以短时间完成从概念设计到产品上市这一过程,要能够对客户的需求的到满意,对产品所供应的服务要是最好的。
为此我国在计算机仿真软件的使用上就显得特别必要,这几个软件主要是一体化制造系统仿真软件,这一软件主要是在车间设计和分析的建模以及仿真软件,在详细的功能上主要有自动生成离散大事仿真模型,并能够对这一模型进行仿真。
另外就是在制造车间的生产方案和工艺路径可以通过表格的形式进行输入,既能够通过手工进行输入同时也能够通过工艺规划的模块进行读入。
再者就是加工过程仿真器,为能够有效的价格产品设计和开发周期得到有效缩短,在CIMS当中尤其是强调计算机帮助设计和计算机帮助制造的集成,也就是要求从CAD输出产品设计信息可以直接通过网络传送到计算机帮助加工工艺规划系统,并使其产生刀位轨迹文件。
为能够有效确保加工工艺的合理性及NC代码正确,要对真实零件切削加工前进行一次试切削。
在这一过程中主要就是通过木模进行替代真实的零件,这明显会对开发的周期有着延长,并在成本上也会比较高。
针对加工过程仿真器可以为CAM/CAD集成,尤其是检验NC代码正确性和削减加工过程的碰撞干涉供应支持,所以在这一软件的应用下能够起到部分的代替试切的作用。
1.2计算机仿真在轧钢工艺中的实际应用现场生产中,小规格的圆钢在冷床上的运动方式和一般圆钢有着很大区分,故此要对冷床的基本结构及原理等进行讨论,在计算机上依据建立运动模型进行仿真试验后,结果表明当前生产的最小规格圆钢能够利用现有冷床进行生产。
讨论当中涉及到的冷床是步进回转式冷床,具有两种齿板,分别是V型齿板及U型齿板,借助它们相互错动使得圆钢一方面做步进运动,而另一方面绕其自身轴进行旋转。
大专计算机仿真技术研究专业论文

大专计算机仿真技术研究专业论文计算机仿真技术是分析和研究系统运行行为、揭示系统动态过程和运动规律的一种重要手段和方法。
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大专计算机仿真技术研究专业论文篇一一、对计算机仿真技术的基本介绍(一)计算机仿真技术的基本概念。
计算机仿真技术,是使用计算机技术和数学建模理论,以及相关的应用性工具共同建构的仿真性系统应用模型,并在一定的实验检验环境下,实现对已经建立的模型之综合性检验的实用技术。
依照计算机设备的具体类型状况展开分析,可以将现有的计算机仿真技术划分为:模拟仿真、数字仿真,以及混合仿真三个基本的类型。
伴随着当代计算机科学技术的客观发展,以及计算机设备在运算速度与运算能力方面的提升,建立在数字化技术背景下计算机仿真技术,已经对传统模式下的原始仿真技术模式是实现了较为完全的实质性替代,这种新式的仿真技术易于运作与修改。
计算精度高且速度快,实验结果较为可靠等特征。
(二)计算机仿真技术的基本应用流程第一,对问题进行描述。
透过开展目标问题的描述实践,切实明确计算机仿真技术的对象、目的,以及相关的基础性要求,之后依照教学研究工作的目的和实践需求,具体确定计算机仿真技术的规模特征,以及约制条件。
第二,初步建立原始化数学模型。
数学模型是针对某种特定的事物系统或者是数量关系对象,使用规范化的数学语言,实现对数学结构的近似化或者是概括化描述目标。
计算机仿真技术是一种基于模型技术的全新技术,其模型建构的准确性对仿真检验结果的准确性具有重要影响。
第三,建构仿真系统数学模型。
在原有的数学模型的建制基础上,引入计算机辅助科学技术模块,对之前已经建制完成的模型进行有针对性地补充完善,这个过程也可以简略性地描述为二次建模。
第四,开展编程和调试行为。
要将仿真技术系统前期建制过程中形成的数学模型,进行具体的编程和相应的调试行为。
第五,进行仿真实验。
应用计算机仿真技术系统,开展之前设定的实验内容,进而得到预期的实验结果。
计算机仿真论文(计算机仿真 论文):高效能计算机互连网络拓扑结构的建模与仿真

计算机仿真论文(计算机仿真论文):高效能计算机互连网络拓扑结构的建模与仿真摘要:该论文主要论述了高效能已成为超级计算机的追求目标,影响计算机效能的因素很多,其中一项重要因素就是互连网络拓扑结构,其直接决定着互连网络中数据传输的效率.论文基于此,首先对结点内部的处理器、适配器、链路和交换机进行抽象、提取主要特性、设置参数并建立模型;在此基础上,针对高效能计算机互连网络拓扑结构的选择问题,以Opnet网络仿真软件为平台,建立了Mesh结构、Torus结构以及Fat-tree结构3种网络拓扑结构的模型,从网络延时、接收有效包的比例以及静态结构等方面,对网络性能进行分析,通过仿真结果的对比与总结,确定Torus结构网络性能最优.关键词:计算机互连网络; Opnet仿真;高效能计算机;拓扑结构;建模与仿真Modeling and simulation on high productivity computer′sinterconnecting network topologyAbstract:Presently, high-productivity has become one of the goals that supercomputers pursue.Among the many factors, topology of the interconnection network is an important one which directlydetermines the efficiency of the data transportation in the interconnection network. This article, first-ly, abstracts the processors, adapters, links and switches, extract the major characters, set argu-ments, and then create models; onthis basis, taking the Opnet network simulation software as theplatform and the selection of the most suitable interconnection network for the high-productivity com-puters as the main goal, we build three network topology models-Mesh, Torus and Fat-tree to analyzethe performance of the networks from the perception of network latency, packet reception ratio andstatic structure. The conclusion out of the comparison and summarization of the simulation result isthat Torus is the best solution. Keywords:interconnection network; Opnet simulation; high-productivity computer; topology; mod-eling and simulation11、问题的讨论当前,随着内存墙、I/O墙、功耗墙、编程墙、扩展性墙等诸多问题的日益突出,高效能计算机成为重点发展的技术方向[1,2].影响高效能计算机性能的因素很多,包括结点机的硬件体系结构、互连网络的拓扑结构以及结点数量等诸多因素.其中,由于高效能计算机所执行的任务往往是大规模并行计算,需要多个节点机协同工作,因此互连网络就成为了这种体系结构中一个重要的性能瓶颈,其对整机性能的影响不容忽视.本文将从互连网络的拓扑结构对网络性能的影响方面进行分析.高效能计算机互连网络的拓扑结构建模和仿真是高效能计算机结构设计必不可少的前提.高效能计算机内部由成百上千个结点构成,由于其结构复杂,内部结点个数庞大,单纯的理论分析很难得到期望的解析解,并且,通过物理实验进行验证的方法对于硬件需求强大,容易造成资源浪费,不具有可行性.因此,目前主要通过仿真手段对高效能计算机进行建模与仿真,通过构建反映真实网络情况的拓扑模型,在仿真软件上实现,对不同网络结构的性能进行合理评价,为网络设计提供客观可靠的定量依据.因而构建网络拓扑结构对于系统建模具有重要意义.文献[3]对各种互连网络的性能进行了对比.其中,InfiniBand是一种新型I/O体系结构,也是一种新的互连技术,不仅可用于服务器内部的互连,而且可以用于服务器间、集群系统间以及存储系统间的互连.在其之上实现了MPI和SDP[4,5]等协议,具有高带宽、低时延的特性.在本研究的物理实现中,采用了这种新的高速互连网络,从而提高了整个集群的性能.本文的仿真模型中,采用实际的物理参数建立模型,对InfiniBand 互连网络进行简化模拟.当前,高性能计算机中常用的互连网络模型主要有Mesh, Torus, Fat-tree这3种.其中Mesh和Torus都属于k-ary n-cube互连网络.文献[6~10]做了大量的相关研究,得到了一些研究成果.本文主要对比了结点间Mesh结构、Torus结构以及Fat-tree结构下的网络性能,从传输延时、接收有效包的比例以及静态网络结构3方面对仿真结果进行分析,从而对不同结构的网络性能进行对比与总结.实验中采取了基于面向对象的建模机制[11],使系统与模型具有直接的对应关系,符合正常思维习惯,易于理解,并且其封装性和继承性使模型具有可重用性,减少了代码量和模型数量.首先针对项目中高效能计算节点体系结构提出在Infiniband框架中分别实现Mesh,Torus和Fat-tree模型的方法,然后在此基础上,通过Opnet仿真,对这3种互连网络模型的性能进行对比分析.对于网络仿真过程中负载模型的选择目前主要有3种方法:人工合成消息,全系统模拟和应用轨迹.全系统模拟即模拟整个系统包括网络中的计算机及运行于其上的应用程序,这种仿真方法较为复杂,不便应用.因此,本文采用人工合成消息的方法.2高效能计算机结构分析2007年我国就启动了“十一·五”863计划“高效能计算机系统研制及关键技术研究”重大项目课题.在该项目中,高效能计算机的设计是由上百个结点构成的,每个结点内部包含16个Loongson3A处理器,处理器之间采用Hypertransport[12]总线互连,构成Mesh结构.由于每4片处理器能够实现缓存一致性,因此16个处理器划分为4组SMP,每组SMP通过一片MCP68南桥芯片与InfiniBand适配器互连,如图1所示.点之间通过InfiniBand总线互连,物理结构上,Infiniband适配器发送的数据通过QDR Switch进行转发,属于星型拓扑结构,由于一种物理拓扑结构可以对应多种逻辑拓扑结构,逻辑结构上,结点之间的互连有Mesh,Torus以及Fat-tree[13]3种拓扑结构可供选择.为了分析与物理拓扑对应的3种逻辑拓扑对于高效能计算机通信性能的影响,本文以该项目为背景,运用网络仿真软件对高效能计算机进行建模与仿真.3系统分析与实现3.1系统分析在本系统中,虽然结点间的拓扑结构有多种选择,从数据流的传输角度考虑,仍然存在一些共性.结点内部的16个loongson3A CPU既为发送节点又是接收节点,CPU创建数据包,按X-Y路由协议将数据包传送给结点内部的目的CPU,或者通过Infiniband适配器转发到网络上,之后通过Switch转发给其他的Infiniband适配器,进而传送给相应的目的结点,最后通过X-Y路由协议到达正确的目的CPU.目的CPU接收数据包,记录需要的统计信息量后销毁该包,完成一次传输.包的传输流程包传输流程图由于同种类型的节点功能相同,抽象到模型的层面上存在很多的共性,因此采用面向对象的机制进行建模,同种类型的节点建立一种模型,如所有的loongson3A CPU建立一种模型,每个节点都是一种模型的实例化,每个节点都可以拥有自己特有的属性,从而使节点之间保持了各自的不同性.使用loongson3A CPU的新型节点机最大的特点在于将过去用于CPU间通信的HT总线用于系统间的互连,从而使得CPU间通信也成为互连网络中系统间通信的一部分.因此,在设计高效能计算机互连网络仿真模型时,必须将处理器的通信模型作为一项重点.本文用IP/端口地址对标示一个CPU,IP地址标示该CPU所在的节点机,端口地址标示该CPU.另外,由于要对整个互连网络进行仿真,因此,需要对网络交换机进行建模,以精确模拟网络中数据包的转发过程.特别地,对于Fat-tree拓扑结构的互连网络,交换机分为叶交换机和主干交换机2种,其转发策略有所不同:叶交换机的主要工作是接受主干交换机发来的数据包并转发给目的主机和查看各主干交换机的工作状态,并将数据包发送给空闲的主干交换机;而主干交换机的主要工作是根据数据包的目的地址将其转发给相应的叶交换机.因此,对这2种交换机需要分别建模和仿真.综上所述,从数据包的传输流程分析,总共需要建立4种模型:处理器模型、Infiniband适配器模型、叶交换机模型和主干交换机模型,模型与网络实际对象的对应模型与网络的对应关系网络对象对应模型Loongson3A CPU处理器模型Infiniband互连网络Infiniband适配器节点模型Fat-tree结构中第一层交换机主干交换机模型Fat-tree结构中第二层交换机叶交换机模型3.2系统实现3.2.1处理器模型处理器模型是对loongson3A CPU的一种抽象和实现,分为10个模块,主要实现了3种功能:产生数据包、加工数据包以及转发数据包,其中包括1个数据包产生模块、1个包处理模块、1个队列模块、1个转发模块、3个收信机以及3个包发送模块.数据包产生模块按照设置的时间间隔创建指定分布大小的数据包(包A),并发送出去;包处理模块接收包A,并为其添加目的IP地址、目的端口地址、包序列号等相关信息,在该模块中维护有一个大小为50的滑动窗口,用以记录已发送的数据包的信息,当计时器计时到达时,检查滑动窗口内的信息,重传仍未收到反馈信息的数据包;收信机用于接收外部数据流中到达的数据包,它会丢弃出错的包,将正确的包发送到队列模块中;队列模块中设置4个工作单元,任何空闲的工作单元都会从队列头部取出数据进行处理;转发模块取出队列模块中的数据包进行处理,若本节点为包的目的节点,则记录相关的信息后销毁包;若本节点不是包的目的节点,则按照X-Y路由协议的方式,查找节点内的路由表,将包发按正确的方向送出去;包发送模块一方面承担数据包的发送功能,另一方面监视当前链路状态,并将这些链路状态信息返回给转发模块,用于数据包转发决策.转发模块的具体实现转发进程模型块初始化,首先创建自己的路由表.每个转发模块的路由表中保存着与其相连的邻节点地址.B.初始化完毕后无条件转移到st-1状态.当有包到达时,满足PK-ARRVL转移条件,转发模块首先判断包的时效性.若包的创建时间距离当前仿真时间超过限制,则丢弃该包,否则检查包所携带的信息.检验时将分3种情况进行处理:a.若本节点为包的目的节点,则记录包的源IP地址,源端口地址,包的标识号,重传标志以及创建时间等信息,收集包的端对端时延后,触发反馈自中断;b.若本节点为包的目的节点,且该包是ACK反馈包,则销毁该包,将滑动窗口对应该ACK包的标号的窗口占用状态置为无效,说明该包已经被成功接受;c.本节点只是该包的中转节点,包的转发采用X-Y路由协议.C. st-1状态满足情况a,即满足Self-Intrpt条件时,从st-1跳转到ACK强制状态:创建ACK反馈包,将原包的IP地址,端口号,重传标志及创建时间等信息复制到本包中,并发送该包.D. st-1状态满足情况c,即满足FREE条件时,进入send状态:将等待队列中的所有数据包一一发送出去,发送完毕后返回st-1状态.E.转发前,通过发信机到转发模块的状态线检查要转发的链路的状态,若链路上已有数据传输,则实现BUSY转移条件,进入wait 等待状态;直到链路空闲,状态线上产生下降沿出发的状态中断,满足GOES FREE条件,转移到send状态,将本节点积累的数据包传输出去,返回st-1状态.3.2.2InfiniBand适配器模型Infiniband适配器节点模型是对Infiniband芯片的抽象,其主要完成了数据包的转发功能,其由16个模块组成:5个收信机模块;5个发信机模块;5个先进先出的队列,每个队列对应一个收信机,收信机将到达的包被放到队列中,队列满时包被丢弃;一个转发模块,转发模块中维护一张转发表,记录了与本节点模型相连的其他节点的IP地址以及对应的转发端口号.转发模块将信用度数值的变化通知给各队列模块.当信用值低于原值的一半时,转发模块通过状态线产生下降沿中断,队列接收到中断后将处理速度降低为原来的1/2,从而减少需要转发的数据包.直到信用值恢复,再次产生上升沿中断,队列将恢复原来的处理速度,从而恢复原来的处理状态.3.2.3叶交换机模型在Fat-tree拓扑结构中,Infiniband适配器通过两层交换机互连实现,分别为叶交换机和主干交换机.叶交换机节点模型主要由收信机、发信机及转发模块构成.收信机模块用于接收Infini-band适配器节点模型或主干交换机模型发送的数据包;发信机模块用于将数据包发送给Infini-band适配器节点模型或主干交换机模型;转发模块用于判断数据包需发送的模型类别和端口号.转发模块内部进程设计转发进程a.进程模型入口为init状态入口程序.在进程中定义了转发路由表和包等待队列.路由表用数据结构链表实现,每条数据项保存与本节点特定发送机相连的节点的IP地址和与该发送机对应的转发端口号.b.初始化完毕,从init状态转移到idle状态.在idle状态时,转发模块等待包的到达,当产生流中断,即满足PK-ARRVL条件时,若包是从主干交换机发往本节点,将该数据包发送至下一层;若包是从叶节点发送到本节点,则查询主干交换机的工作状态:若得知目前某个主干交换机处于空闲状态,则将数据包发送到该交换机对应的端口,并将该交换机的工作状态设置为忙状态;若所有的交换机都处于忙状态,并且包等待队列已满,则丢弃该包;若包等待队列不满,则将包储存到等待队列中,然后触发自中断.c.产生自中断,即满足Self-intrpt条件,从而沿路径转移到st-2状态.在该状态,若有包到达,等待队列满则丢弃包,不满则将包插入队列中;若包等待队列中还有未发送的包,则检测主干交换机的工作状态,一旦交换机空闲就将包发送出去.之后产生预定义自中断,相当于计时器.当包等待队列空闲时,满足Unfull条件,返回idle状态.3.2.4主干交换机模型主干交换机的节点模型也是由收信机、发信机和转发模块组成的.主干交换机模型的功能是接收叶交换机模型传送的数据包,并将该包转发给与目的结点联通的叶交换机模型.该功能主要由转发模块实现.转发模块内维护一张转发表,的每条信息记录了与该主干交换机相连的叶交换机的IP地址和对应的端口号.转发模块接收到数据包后,根据数据包的目的IP地址查询转发表,获得正确的转发端口,将数据包转发给与其目的地址相连接的叶交换机.收信机丢弃出错的数据包时会通知转发模块,使其恢复到空闲状态.3.2.5网络模型为了对比不同网络拓扑结构下的通信性能,创建了3个场景,结点间互连结构依次为Mesh结构、Torus结构和Fat-tree 结构.圆形节点代表了一个结点,结点是一个子网,内部放置了16个处理器节点模型,通过HT总线相连成Mesh结构,方形节点为InfiniBand 适配器节点模型.这里所指的Mesh,Torus以及Fat-tree结构是指InfiniBand适配器模型之间的互连结构.结果分析对网络性能进行定量研究,需要选择合适的网络性能指标.评价信息网络性能好坏的主要技术指标包括网络吞吐量、链路利用率、响应时间、包延迟时间、延迟抖动、丢包率等.针对本实验中以包传输为基础的计算机通信网络的特征,通过静态结构分析网络的传输效率,以收包率和链路吞吐率评价数据包的传输特性,以各种延时评价交互式通信网络对时间的要求.从结构上进行分析,静态的对比3种拓扑结构的特征,.网络直径是评价网络通信性能的一种重要指标,2个节点之间的距离越短,其传输延时就越低.因此,从网络直径分析,Torus结构最具优势.静态结构对比分析表结构节点度网络直径网络总连接数对剖宽度二维Mesh结构16×16 5 2( 16-1) 24 16二维Torus结构16×16 5 2[ 16/2] 32 2 16胖树结构4元2树InfiniBand芯片的节点度恒为2,叶交换机的节点度为8,主干交换机的节点度为44 32 8目前结点内部16个CPU将设置在2块相同的PCB板子上,2块PCB板间采用高速连接器对插方式实现互连,对剖宽度反映了流经上下板接插件的信号数量,Torus结构和胖树结构相对于Mesh结构有较大的优势.网络总连接数,反映了网络成本的高低,连接数越多,网络越复杂,网络的成本越高.Mesh结构的总连接数最低,Torus结构和Fat-tree结构次之.不同的拓扑结构对于包的延时有很大影响,延时越大网络响应速度越慢,用户等待时间越长,性能和应用性越差.实验结果表明:Mesh结构中包的端对端平均延时为0.004 331 s;Torus结构包的端对端平均延时为0.003 675 s;的端对端平均延时为0.005 682 s.在Infiniband适配器中设置有接收队列和发送队列,数据包从到达队列,等待队列中优先于该数据包到达队列的数据被处理完发送出去,到处理该数据包,数据包等待了队列的排队延时的时间,队列延时体现了网络数据传输的通畅性,在3种拓扑结构中,实验研究结果表明:Mesh结构队列延时为0.000 104 s;Torus结构的队列延时与Mesh结构几近重合为0.000 104 s;Fat-tree结构的队列延时相对比较高为0.000 105 s.收包率一方面反映了网络传输的通畅性,另一方面反映了网络的利用率.随着网络拓扑的改变,网络的性能也会不同程度改变.分别显示了3种拓扑结构下的收包率,横轴为单位时间发送的包的个数,纵轴为单位时间接收到的有效包的个数.单位时间接收到的有效包的比例可以通过曲线上任意点的纵坐标与横坐标之比获得,曲线的斜率反映了随着发包总数的增多接收到的有效包的比例的变化趋势.,Mesh结构中曲线斜率为0.611 960,起点收包率为0.654 989,终点收包率为0.616 460.Torus结构中曲线斜率为0.617 213,起点收包率为0.633 860,终点收包率为0.619 013.随着发包个数的增多,2种结构的收包率均有所下降,但Torus结构比Mesh结构收包率下降趋势略微平缓.在Fat-tree结构中,如图9所示,起初曲线斜率为0.108 673,该段收包率迅速下降,起点收包率为0.617 688,第一个转折点收包率为0.412394,之后曲线斜率迅速提高,达到 1.622 682,收包率逐渐增高,在第二个转折点回升至0.613179,最后曲线斜率下降至0.184 250,终点收包率下降至0.447 180,虽然中间有段时间收包率增加,但很快恢复,各点的收包率都不高于Torus结构中的收包率,因而没有起到改善作用.整体比较如表3所示,Torus结构下的收包率优于Fat-tree结构和Mesh结构.3种拓扑性能对比Mesh结构Torus结构Fat-tree结构网络延时中低高队列延时中中高收包率中中低网络直径高低中对剖宽度低高高总连接数低高高综合分析,在互连网络中高负载高数据传输率的情况下,Torus互连网络结构可以更好地分配带宽,降低网络拥塞程度,更充分地体现高效能计算机的计算性能.因此根据本文仿真的结果,Torus拓扑结构更适用于高效能计算机互连网络.本文使用Opnet 网络仿真软件对高效能计算机进行建模,针对高效能计算机内部结点间物理拓扑可以对应多种逻辑拓扑的问题,主要建立了结点间Mesh、Torus以及Fat-tree这3种逻辑拓扑结构的网络模型,3种结构下仿真结果的对比与分析显示Torus结构的网络性能最优,从而为结点间拓扑结构的选择提供了依据.致谢在此,向对本文的工作给予支持和建议的同行,尤其是北京航空航天大学计算机学院肖利民教授领导的小组的老师和同学表示感谢.参考文献[1]曾宇.高效能计算机技术及标准现状[J].信息技术与标准化, 2008(7): 17-20.[2]陈左宁.从高性能计算走向高效能计算[J].计算机教育, 2004, 6: 26-28.[3]李涛,陈字明,赵精龙,等.集群高速互连网络分析[J].计算机科学, 2005, 32(10): 20-22.[4] Balaji P, Bhagvat S, Panda D K, et al. Advancedflow-control mechanisms for the sockets direct proto-col over infiniBand[C]∥The International Conferenceon Parallel Processing (ICPP 2007). Xi′an: [s.n.]2007: 501-506.。
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报,2006,29(11).
[3] XIAOYUN QI, JI QI. A robust content-based digital image watermarking scheme[J]. Signal
Processing, 87,2007.1264–1280. [4] 沃焱, 韩国强, 张波. 一种新的基于特征的
图 像 内 容 认 证 方 法 [J]. 计 算 机 学 报,2005,28(1). [5] 向德生, 熊岳山, 朱更明. 基于视觉特性的 灰度水印自适应嵌入与提取算法[J]. 中国 图 象 图 形 学 报 , 1006-8961
(2006)07-1026-10. [6] 臧萍, 范延滨. 小波包和多小波图像数字水
…………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………
better. In the experiment, geometry crops, Gaussian noise, mosaic, etc. were applied as the attacks. The
experimental results show that robustness of this scheme gets a large progress, especially for the attacks of
文中所有的作者都要有简介,且均要符合以下格式。并置于文章的参考文献后。 例如:姓名(出生年月-),性别(民族),籍贯 ,学位,职务,职称 ,主要研究方向,主要 科研成果(此项可略)。
3
3. XXXXX ………………………………………………
……………见表 1。 表 1 XXXXXXXX
不同的韦伯比
0.0025 0.005 0.0075 0.010 0.015 剪切 0.9930 0.9930 0.9930 0.9930 0.9930 锐化 0.9564 0.9564 0.9561 0.9561 0.9558 加噪 0.9323 0.9345 0.9311 0.9336 0.9326
…………………………………………………………………………
关键词: XXX;XXX;XXX;XXX(最少 3 个,最多 6 个,而且中文关键词中不能有外文)
中图分类号:(作者自己填写)
文献标识码:(作者自己填写)
文
章
标
题(英文)
ZHANG San,FAN Yan-bin
(College of Information Engineering, Qingdao University, Qingdao Shandong 266071, China) ABSTRACT: Large amount utility of digital data brings about much maladies for the multimedia
2
要中英文对应。 例如:作者姓名英译文格式:ZHANG Ying(张 英) WANG Xi-lian(王希连) ZHUGE Hua(诸 葛华)。 【正 文】
文章的章节号规定如下。文章的第一部分应命名为“引 言 ”,也要编章节号,而且应为“1”, 以后的章节要顺序往后编写。 【篇 幅】
文章全文的长度应在 5000 至 6000 字左右(A4 纸五号字五页左右)。 【三线表】
为XXXXXXXX。
联系方式:(表格不要截断)
第一作者 其他作者
题目
通信地址
邮编
第一作者
导师/其他作者
手机、电子邮箱 手机、电子邮箱
请用逗号 内容请勿回车
隔开
内容请勿回车
内容请勿 内 容 请 勿 回
请顿号隔开
回车
车
注意事项:
【中英文】
文章的题目、作者姓名、作者单位、摘要和关键词都要有英译文,缺一不 可,而且一定
文中的表格一律改成“三线表”,即所有的竖线全部去掉,横线只留三条即表头的两条线 和表格最下面的一条线。若内容不适合做成三线表请做成图,注意更改图编号。 【图 形】
文中图形格式: JPG、BMP 或 TIF,分辨率选择要保证图形清晰,特别是屏幕打印图 形(确保全文不超过 2M)。绘制图形的颜色使用黑白,避开黄色或其它浅色(特别是曲线 图)。 【参考文献】
Dual-Wrapped digital watermarking scheme
for image copyright protection[J]. computers
& security, 2007.1 – 12. [2] 陈真勇, 唐龙, 唐泽圣, 熊璋. 以鲁棒性为
目 标 的 数 字 多 水 印 研 究 [J]. 计 算 机 学
information’s security. Digital watermark technology appearred under this circumstance. It is an effective
measure for Copyright protection, distortion informing, unauthorized copy tracking etc. The adaptive
…………………………………………………… ………………………
2.1 XXXX ………………………………………………
…………………………………………………… …………………
XXXXXXXX 如下方法:
T
gij B
(1)
Ni, j
1
B m m N i, j gij
(2)
M M 4k N N
………………………………………………
……………………………………………………
4 XXX ………………………………………………
…………………………………………………… …………………………………… 参考文献:
[1] MING-CHIANG HUA, DER-CHYUAN
LOU,
MING-CHANG
CHANG.
algorithm based on wavelet packet and the feature of texture chooses the embedded position and computes
embedded depth adaptively through the analysis of the texture to coordinate robustness and inperceptibility
……………………………………………… ……………见表 2。
表 2 XXXXXXXX
NC
水平自适应
垂直自适应
原始含水印图像
1
1
剪切 1/4
0.991771
0.993019
剪切 1/2
0.964912
0.984578
锐化图像
0.941042
0.956475
加噪(均匀分布 10%)
0.933271
0.934534
印 的 研 究 与 比 较 [J]. 计 算 机 工 程 ,
1000-3428(2006)23-0162-03. 作者简介: 第一作者姓名(1982-),女(满族),山东 省青岛市人, 硕士研究 生,主要 研究领域 为 XXXXXX。 第二作者姓名(1964-),男(汉族),山东省青 岛市人,教授,硕士研究生导师,主要研究领域
文章标题(中文 20 字以内,两英文字符为一个汉字)
第一作者姓名,第二作者姓名(作者人数不能超过 4 个) (XXXX 学院,山东 青岛 266071)
摘要:稿件摘要篇幅应在 200 至 300 字(5-6 行),其中要包含有目的、方法、结果、结论四要素。 全文篇幅为五号字体(包括题目和文献)A4 纸张 4-5 页左右。…………………………………………
凡是互联网上的资料、单位内部文件和资料、没有书刊号的论文集、没有正式发表的学 位论文、随机的用户指南和使用说明(手册),这些都不能做参考文献。 书写格式和内容如下: 作者(个人或单位). 文献题目[文献类型]. 文献出处(专著为出版单位;期刊为期刊名称; 论文集中的文章为论文集名称;学位论文为学校名称;报告为所出单位;标准为制定单位; 专利为申请或批准单位),文献出版年月(其中期刊要包括年份、卷号、期号):页码. 文章题目后面的为参考文献类型: 具体如下:专著-M、论文集-C、报纸文章-N、期刊文章-J、学位论文-D、报告-R、 标准-S、专利-P,未说明类型的文献-Z。 【作者简介】
geometry crops and mosaic. KEYWORDS:digital watermark; wavelet packet; adaptive; feature of texture
1 引言 ………………………………………………
…………………………………………………… …………
2 XXXX ………………………………………………
…………………
2.2 XXXXX ………………………………………………
…………………………………………………… ……………………………如图3。
1
基金项目:XXXXXXXX(基金项目号)文中若有基金项目,一定要有项目号
……………………………………
图 3 XXXXXXX 其步骤可总结如下:
1) …………………………………; 2) …………………………………; 3) …………………………………。
(3)
2.1.1 XXXXX ………………………………………………
…………………………………………………… …………………………………………………… ………………………………如图1和图2。