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关键词： 操作系统  

ISBN: (纸本)9787302677147

摘要： 本书主要讲解了Windows和Linux两大主流操作系统的安全配置与管理。其中，Windows操作系统部分阐述了账户安全、文件系统安全、系统安全、系统加固及服务器安全等内容；Linux操作系统部分重点介绍了账户安全、文件及目录权限、进程与端口管理、服务安全配置、防火墙安全配置，以及日志管理和基线安全配置等内容。

关键词： 分布式系统   异构内存共享   CPU+GPU   CUDA UM  

摘要： 随着科技和社会的不断发展,计算机的使用范围和计算需求变得更加多样化。这使得过去以传统单一计算资源为主的计算平台已经无法满足新的需求和面临的挑战。因此分布式异构平台成为一个热门研究领域,但是分布式异构平台中内存的类型丰富多样,想写出高效的应用程序的门槛较高,目前有一些针对分布式异构内存的统一编程模型来帮助用户更好地利用分布式异构平台,但是现存的研究大部分都是针对新型非易失性内存来做的,很少有针对CPU+GPU分布式异构平台做内存共享的研究,而当今社会的发展趋势下,GPU的计算能力能够胜任大部分计算环境,因此本文致力于研究在CPU+GPU的分布式异构集群中的内存共享技术,来帮助用户更简单地将其程序应用在具有发展潜力的CPU+GPU分布式异构计算平台中。本文从分布式异构内存共享系统的实现与优化入手,具体的工作如下: 1.实现一个CPU+GPU分布式异构内存共享系统RDHMS(Runtime Distributed Heterogeneous Memory Sharing)。将CPU+GPU分布式集群中的内存进行统一,在用户视角,将整个分布式异构集群抽象成单机中的一个CPU+GPU,大大降低用户在分布式异构内存平台上的编程难度,对于现有的应用程序可以很方便的迁移在该分布式集群上。并对RDHMS系统的内存管理以及缺页处理进行详细的设计。 2.本文针对RDHMS系统提出一系列的优化措施。为了针对分布式异构内存共享系统中频繁发生的缺页错误,提出预取的策略,可以预取节点内的页面以及远端页面,用来降低系统整体的访存时间。在系统设备内存紧张时,提出相应的页面淘汰策略,并且提出一种在CPU端缓存本地GPU淘汰的远端页面,来进一步降低系统的抖动以及网络开销。以及通过GPU Direct RDMA(Remote Direct Memory Access)技术来减少缺页过程中的页面拷贝开销。 最后,本文对RDHMS系统及其优化进行了性能测试与分析。用一系列不同的数据对优化点进行单元模块测试,实验结果表明本文提出的优化点对RDHMS系统具有一定的优化作用。而对于RDHMS系统整体的测试,选取了不同特点的数据集对RDHMS在单机以及分布式集群中的表现进行测试,测试表明RDHMS系统能够在降低用户的编程难度情况下,尽可能的降低其性能损耗,并且对于一部分应用程序具有一定的加速作用。

关键词： 区块链   共识协议   算法性能   双模式   拜占庭容错   分布式系统  

摘要： 区块链技术是一种分布式账本技术,共识算法作为其的核心技术保证了区块链系统的出块速率和一致性。目前,区块链系统主要采用拜占庭容错(Byzantine Fault Tolerance,BFT)共识算法。为了防止恶意节点破坏一致性等行为,此类算法往往存在共识速度慢、通信开销大等问题,主要原因之一是共识协议需要保证区块链系统在极端网络环境下的安全性和一致性。为解决此问题,本文基于传统双模式共识思想,提出一种基于节点身份认证的双模式共识协议CF-BFT和一种基于节点信誉机制的双模式共识协议CF-BFT+。本文的主要工作及创新之处: (1)提出了一种基于节点身份认证的双模式共识协议CF-BFT。将完整的协议分为审查子协议Check＿BFT和快速子协议Fast＿BFT;共识过程可以容忍不超过1/3的拜占庭节点。在审查共识协议Check＿BFT中,副本节点在共识过程中监控领导者节点的行为,对其身份进行识别,并加入信息校验流程,如果超过21)+1个节点认为领导者节点为诚实节点,则调用快速协议;在快速协议Fast＿BFT中,领导者节点被允许独自处理事务,副本节点只需要和领导者节点进行通信,不再需要相互通信。 与其他双模式共识算法不同,CF-BFT的检查与报错无需客户端节点参与,并且在最差网络条件下性能依旧有所提升。实验结果表明,本文所提出的CF-BFT协议在各项性能指标上均优于传统的BFT协议以及其他双模式协议,在最差条件下相较于其他双模式协议吞吐量至少提高了60%以上。CF-BFT在保证一致性和安全性的前提下,较大程度上降低了通信成本,提高了共识效率,从而为区块链系统提供了更加高效、安全的服务。 (2)针对CF-BFT共识协议存在的使用全部节点参与共识、领导者节点任期选取不明确等问题,提出一种基于节点信誉机制的双模式拜占庭容错协议CF-BFT+。首先,CF-BFT+优化了参与共识的节点数,将其从31)+1降为21)+1,减少了共识的通信消耗;其次,CF-BFT+引入了环形网络拓扑节点结构,每个节点记录着它的前任节点(predecessor)和后继节点(successor),并通过即时通信的方式组成委员会来进行共识,使得组成委员会的节点拥有更高的活性;最后,优化了奖励机制,提出累计信誉值(cumulative reputation)和消耗信誉值(consumable reputation)的概念,根据节点的有效信誉值(effective reputation)计算领导者节点任期,使其更加合理。实验结果表明,在最差情况下,相较于CF-BFT协议,CF-BFT+性能提高了80%。

关键词： 隐式反馈   科室推荐   医生推荐   分布式系统  

摘要： 随着社会人口老龄化的不断加剧,医疗健康保障已经成为人们追求幸福生活的关键因素。在当今社会,人工智能的迅猛发展推动着智慧医疗系统不断迭代升级。然而,我国医疗资源需求持续增长与患者对医疗服务的理解和对医疗流程的认知却存在一些偏差,导致了一系列的问题,包括患者挂错门诊、看错医生,造成了退号和医患双方时间成本的浪费。另外,有的医院还配备多名导诊人员,效率亟待提高。本文深入研究了智能分诊导医系统,结合医疗文本数据的隐式特征,提出了一套基于问答的智能分诊导医推荐方法,并实现相关系统,为解决上述问题做了一些探索。主要的研究内容如下: 首先,科室推荐模型方面,针对患者挂号科室的相关问题,本文采用了TF-IDF+SVM算法进行科室推荐。首先对隐式的文本数据进行预处理,利用TF-IDF对文本进行向量化,然后使用SVM算法进行科室分类,最后通过多次训练和优化逐步获得较高的准确率。这一创新降低了患者错误挂号的概率。 其次,医生推荐模型方面,为了解决患者难以选择合适医生的问题,本文采用了融合的导医算法进行医生推荐。先通过Sencent-Bert词向量模型找患者相似问题,再利用基于词向量的ELMO模型评估医生的相似度回答,最后通过余弦相似度融合医生属性,将上述三种相似度融合并重新排序得到推荐医生集。这一创新帮助患者更精准地选择到适合自己需求的医生,而非仅仅追随医生的名气。 最后,应用系统构建方面,本文采用了分布式微服务框架,组合微服务组件,对接分诊导医科室模型的接口,提高了系统的稳定性和用户体验,解决了系统在高并发下的性能问题。 通过这些研究,本文方案提高了基于互联网医疗服务的智能性和效率。未来的研究可以深入探索不同隐式数据类型,挖掘文本数据的内在价值,优化系统设计,并关注更广泛的医患交流场景,以更好地满足患者需求,促进医疗资源的共享和优化配置,优化医疗服务的质量和效率,以减少总体医疗成本。

关键词： 煤矿   机电设备管理   维护措施   MQC-15型煤矿用清仓机   煤矿清淤   经济与社会效益  

摘要： MQC-15型煤矿用清仓机采用先进的分离技术，能够高效将煤泥水分离为清水和泥饼，减少对化学物质的需求，降低环境污染程度。这台机器不仅能提升生产效率，还能减少人力资源投入，改善周边环境。其智能化设计提高了操作便捷性和设备稳定性，降低了人为操作错误的风险。

关键词： 文件系统   元数据   键值存储   固态硬盘   持久内存   分离式持久内存  

摘要： 为了满足高性能文件系统对高效、可扩展元数据服务的需求,键值存储系统被广泛用于管理文件系统元数据。将文件系统元数据以键值对的形式存储时,文件系统元数据负载通常具有较高的单点键值操作占比,并且键值存储系统不再需要严格有序地存储键值对数据。然而,针对通用场景设计的键值存储系统在文件系统元数据负载下难以实现最优的性能。在键值索引结构方面,传统索引结构难以同时支持高效的文件系统元数据单点访问以及范围查找。在键值数据管理方面,结合存储设备的访问特性以及文件系统元数据键值对不再严格有序存储的特点,可以实现更高的读写性能。因此,面向文件系统的元数据管理场景,针对不同存储架构上的键值存储系统性能优化,开展了以下三个方面的研究: 固态硬盘上日志结构合并树(Log-Structured Merge Tree,LSM-Tree)的多层数据组织结构限制了元数据负载下的键值对访问效率。严格的键值对排序导致了严重的写放大,增加了管理固态硬盘上元数据键值对的开销。为此,提出了一种基于动态分片哈希索引以及聚合的固态硬盘键值存储系统PhatKV。首先PhatKV采用了目录感知的混合动态分片哈希索引结构,通过两次哈希查找快速地读取元数据键值对,并结合文件系统元数据负载访问键值对的局部性,限制了索引的内存占用;然后提出了三阶段元数据聚合策略,通过聚合数据的方式保证同一个目录下元数据在物理上连续存储,同时实现快速的键值对写入;最后,采用新型异步接口访问固态硬盘提升数据写入效率。实验结果表明,PhatKV的键值操作吞吐量相较于传统LSM-Tree最高提升了7.9倍,同时基于PhatKV的文件系统实现了1.6倍到3.9倍的元数据操作吞吐量提升。 持久内存上的树结构索引(LSM-Tree、B+树等)以及哈希表难以同时支持高效的单点元数据访问以及目录的范围查找。基于日志结构的数据管理中,由于日志元信息更新导致持久内存设备上写负载不均衡,难以充分利用持久内存写带宽,降低了写操作性能。为此,提出一种基于双哈希索引以及负载均衡日志的持久内存键值存储系统PetaKV。PetaKV首先按照目录划分键值对数据,并为每个目录构建一个日志,用于存储目录下的文件元数据,提升了目录访问的范围查找效率;其次,设计了基于内存与持久内存的双哈希索引结构,其持久内存中的文件表用于支持高效的元数据键值对访问,其内存中的目录表结合日志用于支持范围查找;PetaKV的日志采用了虚拟头部策略,通过平衡多个持久内存设备上日志元信息更新造成的持久内存写负载,提升了键值对写入性能。实验结果表明,PetaKV相比传统持久内存上的键值存储系统实现了2.5倍到3.8倍的性能提升,并且基于PetaKV的文件系统也实现了1.2倍到6.4倍的元数据操作性能提升。 对于分离式持久内存,持久内存服务器端的持久内存随机写带宽以及CPU有限,难以实现高效的哈希索引结构,制约了分离式持久内存上基于哈希索引管理文件系统元数据的效率。为此,提出一种基于DPU卸载以及混合异构哈希索引的分离式持久内存键值存储系统DoW-Meta。DoW-Meta通过引入数据处理单元(Data Processing Unit,DPU)构建了高效的哈希键值存储系统DoW-KV。首先提出了混合异构哈希索引结构,利用DPU内存吸收客户端的随机写入,并利用直接内存访问(Direct Memory Access,DMA)将数据以较大粒度写入持久内存,提升持久内存带宽利用率;然后将哈希索引结构的维护卸载到DPU的处理器,避免了其对持久内存端CPU资源的依赖;最后通过客户端混合读策略,提升键值对查找效率。基于DoW-KV设计了分离式架构下的双哈希索引结构,并构建了面向文件系统元数据负载优化的键值存储系统原型DoW-Meta。实验结果表明,DoW-KV相比于现有基于分离式持久内存的键值存储系统提升了1.2倍到2.3倍的读写操作吞吐量,并且DoW-Meta也实现了1.2倍到2.1倍的元数据操作性能提升。