一种位复用近似LRU替换算法的分析与研究

提出并实现了4-way组相联高速缓存设计[1]中能够减少电路复杂性、节省Valid RAM空间的5-bit位复用近似LRU算法,其基本方法是通过位比较对4-way数据访问先后进行排序、对Valid位和比较位进行复用.给出了不命中时的替换选择电路逻辑和通过VHDL实现后的测试结果.相关结果表明,该算法实现电路简单,占用面积小,且命中率高:在指令高速缓存设计中,高速缓存大小为1 kB时,测试的平均命中率为90.2%,4 kB时为92.3%,16 kB时为94.2%.     

高性能低功耗高速缓存的V-LRU RAM单周期清零技术

提出并实现了一种高速缓存的V-LRU RAM单周期清零技术。运行操作系统的CPU在不同任务之间切换时,需要对V-LRU RAM清零。使用传统的计数器依次清空V-LRU RAM的各行,CPU会白白浪费很多个时钟周期。在一个时钟周期对V-LRU RAM清空,可以大大提高CPU的性能。在四路组相联的高速缓存设计中,容量为16k、8k和4k字节时,使用该技术可以将以前的256、128和64个时钟周期降低到只有1个时钟周期。基于SMIC 0.13μm工艺,实现该技术的硬件电路面积为6 312.8μm2,且高速缓存的缺失率保持在非常低的水平。这种技术同样适用于对RAM需要单周期清空的场合。     

远程教育系统组卷算法的研究与实现

随着计算机网络的发展,远程教育的发展水平已经有了巨大的提高。远程教育系统的发展大大降低了人们的学习成本,提高了教育的普及率。在远程教育系统的功能设计中,系统自动组卷是一个重要的组成功能。组卷功能的主要表现形式是根据老师和学生要求,在短时间内生成符合考试要求的试卷。文章主要介绍远程教育系统的主要设计以及对传统组卷算法的改进,经过实际验证后提出的算法对组卷的有效性大大的提高。     

一种基于LRU算法改进的缓存方案研究与实现

LRU（最近最少使用）替换算法在单处理器结构的许多应用中被广泛使用。然而在多处理器结构中,传统LRU算法对降低共享缓存的缺失率并不是最优的。文中研究了基本的缓存块替换算法,在分析LRU算法的基础上,提出基于LRU算法及访问概率改进的缓存方案,综合考虑最近使用次数和访问频率来决定候选的替换块,增强了替换算法对多处理器的适应性。     

组卷算法研究与实现

研究并实现了一种符合实际需求的组卷算法,它是题库建设及计算机自动生成考核试卷的核心技术。该组卷算法的目的是保证自动组卷的快速、合理并符合试卷基本要求和教师专门要求,采用的方法是反复随机筛选法,搜索本卷未抽取的试题,逐一用多个要求的条件判断该题是否符合要求,每搜索一次后若题量未够,则进行下一次搜索并放松条件（即去掉一个判断）。在对多门课程题库的多次组卷结果的分析后,该算法能很好地满足在知识点上分布平均,最近曝光度低、难度符合要求,一次抽出的各套试卷之间重复题少。该算法已应用于在电大多门课程的考核出题中,结果表明其减轻了教师的大量重复性工作,而且能保证考核的有效性和合理性。     

有/无线ATM网的组播选路算法

本文提出一种组播选路算法,在组播连接路由树的代价函数中计入了移动成员的越区切换发生概率,使为移动成员服务的接入节点（ＡＰ）尽可能成为组播路由树的树叶节点。当移动成员发生越区切换以后,可减去原来为之服务的ＡＰ和相应的树枝通道链路,从而保证了网络资源得以有效地利用。数值模拟分析的结果表明,我们提出的算法达到了这一目的。     

一种改进的近似平方算法的VLSI实现

提出了一种适用于Viterbi算法的改进的近似平方算法--二阶近似算法.该算法最大相对误差(maximum relative error,MRE)和平均相对误差(average relative error,ARE)都非常低,与最新报道相比,MRE和ARE分别减小了20%和70%左右.同时,在0.6μm CMOS工艺条件下,实现了基于该算法的7-bit平方器,其延时和晶体管数与最新报道相当.     

一种改进的近似平方算法的VLSI实现

提出了一种适用于Viterbi算法的改进的近似平方算法——二阶近似算法.该算法最大相对误差( m aximumrelative error,MRE)和平均相对误差( average relative error,ARE)都非常低,与最新报道相比,MRE和ARE分别减小了2 0 %和70 %左右.同时,在0 .6 μm CMOS工艺条件下,实现了基于该算法的7- bit平方器,其延时和晶体管数与最新报道相当.     

SM4算法CTR模式的高吞吐率ASIC实现

针对同时要求安全性能高和吞吐率高的应用场景，基于支持并行实现的计数器模式 SM4算法，提出一种高性能、可扩展的电路结构，该结构分离了控制平面和数据平面，并对数据平面进行了参数化，使得电路性能可依据吞吐率需求进行扩展，通过该结构，既可保障数据的安全性能，又可保证较高的吞吐率，FPGA实现结果显示，单通道设计的吞吐率可达14.647Ｇｂｉｔ/ｓ，而资源开销仅为7423ＡＬＭｓ，在 0.18μｍ CMOS工艺下进行综合的芯片面积为0.271mm2。     

归一化积相关算法并行加速方法研究及FPGA实现

归一化积相关算法在地形匹配、目标识别等图像处理中有着广泛的应用,但由于其计算过程复杂,计算实时性较差,限制了它的应用范围,本文结合FPGA在并行计算方面的优势,提出了一种归一化积相关16路并行计算方法及硬件实现架构,具有精度高、速度快的特点,并在FPGA上进行了实现,与PC机MATLAB软件和DSP芯片TS201相比,运算速度提升了上千甚至上万倍,计算精度能够达到10^-6,能够满足地形匹配及目标识别等图像处理的实时性和计算精度要求.     

一种结合动态写策略的磁盘Cache替换算法

磁盘Cache是改善I/O性能的一种技术.通过分析Cache写策略和LRU、LFU替换算法对磁盘Cache性能的影响,引入一种动态写策略,改进替换算法,使基于频率的块替换算法FBR与动态写策略相结合.二者结合较好地应用于磁盘存取中,充分利用局部性规律,提高I/O性能,使磁盘在多种工作环境和不同Cache大小下的性能更优.     

SATOH算法及快速实现技术研究

随着椭圆曲线公钥密码的广泛应用,怎样生成安全的椭圆曲线是椭圆曲线密码的研究重点,而怎样快速计算椭圆曲线的阶（有理点的个数）是椭圆曲线密码的关键,安全的椭圆曲线密码参数是椭圆曲线密码本身安全的基础,否则会遭受基于Pollard-ρ攻击,反常曲线等安全隐患。公开的文献上主要介绍了SATOH算法的原理,对具体的实现和算法的提升没有做详细的介绍,这里详细介绍了SATOH算法的原理和快速实现方法。     

基于改进形式的遗传算法研究

为了克服遗传算法的一些缺点，从遗传算法初始群体的均匀生成、十进制整数与实数混合编码方式的采用、遗传算予的自适应生成、最优个体的无遗传保留等策略上改进了现有遗传算法，提出了一种改进形式的遗传算法。仿真实验表明，该改进遗传算法能大大提高遗传算法的收敛速度，有效防止“早熟”现象，明显改善了算法的计算稳定性。     

基于时隙的防冲突算法及其实现

在射频识别系统中,为了防止多个射频卡同时与读写器交换数据所引起的冲突,需采用一定的防冲突算法。基于时隙的算法可以用软件快速、有效地实现防冲突。介绍了该算法的基本原理,重点设计了在读写器端实现防冲突的方案.采用该方案的读写器目前已投入市场。它最多可同时识读16张射频卡,并能够根据不同应用动态调接总时隙个数,减少通信时间.     

AGM算法研究及快速实现

随着椭圆曲线公钥密码的广泛应用,怎样生成安全的椭圆曲线是椭圆曲线密码的研究重点,而怎样快速计算椭圆曲线的阶（有理点的个数）是椭圆曲线密码的关键,安全的椭圆曲线密码参数是椭圆曲线密码本身安全的基础,否则会遭受基于Pollard-ρ攻击与反常曲线等安全隐患。目前,计算椭圆曲线的阶的算法主要有SCHOOF算法、SEA算法、Satoh算法和AGM算法,AGM算法在实现上被认为是特征为2情况下当前最快的算法,空间复杂度也只有O（log22q）。这里对AGM算法做了深入研究,并详细介绍了其实现过程。     

一种基于微分思想的图象变形算法研究与实现

图象变形是图象处理中的基本问题,不仅要求图象变形效果好,而且要求变形算法效率高.目前已有的变形算法,大多采用基于象素点的填充方法,这种方法有比较明显的缺点:(1)当变形的图象区域是一个非规则区域时,图象变形处理所花费的时间增加,即算法的时间复杂度加大,效率低;(2)在对象素点作映射变换时,可能出现变形后的图象区域中一个象素点对应变形前的图象区域中多个象素点,因此造成取舍困难,甚至造成取舍错误.为解决这一问题,本文提出了一种基于微分思想的图象变形算法,该算法先将复杂的变形区域划分为一系列子区域,再将每个子区域划分为多个小矩形,将对应的小矩形按照标准矩形填充算法进行快速填充,由此实现图象变形.实验结果表明,该算法实现简单,计算速度快,填充效果好,并已成功地应用于笔者开发的基于真实照片的人脸整形与美容图象处理系统中.     

一种基于状态空间的启发式搜索算法及其实现

深度优先和广度优先搜索算法由于需遍历所有状态空间才能求出最佳解,使其在状态空间较大时效率极低,此时必需采用启发式算法实现快速求解。阐述启发式搜索算法在状态空间较大时的广泛应用,深入分析一种启发式算法-A-Star算法实现快速求解的原理,并详细介绍了其实现步骤及过程。最后,得出结论:基于合理估价函数的A-Star算法能极大提高求解效率。     

多级索引路由查找算法及其实现

路由查找是IP网络传输中或者基于IP构建的通信分组网中的重要组成部分。多分枝trie树查找算法是一种快速高效的路由查找算法。但同时也带来了巨大的内存开销。一种改进的多分枝trie树直找算法，即多级索引路由查找算法，将原有算法中的二级索引扩展为多级索引，并引入了标志位连续存储的方式，在基本不影响查找效率的前提下，极大地减小了路由索引表的内存开销。