适合并行系统结构的存储系统多容错编码设计及其算法优化

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    60903028
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    18.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0204.计算机系统结构与硬件技术
  • 结题年份:
    2012
  • 批准年份:
    2009
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2010-01-01 至2012-12-31

项目摘要

海量信息存储一直是计算机科学最重要的领域之一。近年来,由于突发灾难事件时有发生,人们对数据保护技术越来越重视。容错编码技术是基础的数据保护技术之一,当前应用需求的推动和存储技术自身发展的趋势,对多容错编码提出了迫切的需求。但现有多容错编码中还没有公认的完美的方案,而性能优化的研究就更为滞后。因此,本项目拟利用组合数学方法改进现有多容错阵列码的不足、设计新的高容错阵列码和多级混合码方案;设计非MDS阵列码和解码性能最优的阵列码方案;针对现代多核/众核体系结构,优化编码方案,深度优化、并行化编码/解码算法;设计编码方案按需选择算法,实现编码/解码算法库,验证编码方案和算法在实际存储系统中的表现。这些研究内容符合国内外学术界最新研究趋势,有望取得在国内外学术界有一定影响力的成果。并与国内兄弟院校、科研机构及IT企业的工作形成互补,为我国存储技术研究和产业化起到一定促进作用。

结项摘要

随着计算机技术的迅猛发展,以及信息量的爆炸式增长,人们对存储系统可靠性的要求越来越高。而编码作为提高系统可靠性的一种重要方法,在工业界和学术界,都得到了广泛的研究和应用。本课题针对大规模并行存储系统的应用场景,研究多容错编码的设计与优化,取得了一系列的成果,具体贡献如下:.1) 提出了一个多容错阵列码的形式化定义,为编码设计和优化建立了数学基础。. 在国际学术界首先发现了拉丁方、NRB等组合模型与阵列码之间的联系,定义了一种基于区组设计的多容错阵列码形式化描述,为相关研究建立了数学基础。.2) 提出了一种利用拉丁方、NRB等组合模型设计多容错阵列码的普适性方法。. 用于推广多种经典多容错阵列码,提高了灵活性、多样性,降低了计算复杂度,为存储编码的研究提供了一种新的途径。.3) 提出了一系列利用组合方法优化编码/数据布局的方法。. 提出了两种构造非MDS码的思路,构造的编码方案具有局部性好、按需选择编码能力、零开销逐级扩展、非对称性等适合分布式存储环境的优点。提出了一种非MDS码可靠性定量分析方法。这些研究充分体现了组合描述对阵列码相关研究的指导作用。.4) 设计了一套适合不同硬件平台和系统规模的高效编码/解码算法,充分发挥从单CPU至GPU再至集群不同规模平台的并行能力。.5) 提出了一个以编码为核心,以按需分配卷为存储基础的多维数据保护体系。. 实现了多种数据保护技术的有机融合,具有存储空间按需分配、统一框架下的多种数据保护、低功耗等适合云存储需求的特点。.6) 将组合数学、数据存储和并行处理等成果推广到相关领域,取得了较为突出的成果。. 将组合数学方法、存储容错和并行处理技术的成果应用于广域网存储和信息检索、搜索引擎数据存储和处理、生物信息学等领域,取得了提出成果,表明在项目实施过程中的技术积累具有基础性、普遍性,可广泛应用于相关领域。. 课题组在完成科研任务的基础上,产出了较为丰富的科成果,共发表论文43篇,其中SCI检索3篇,EI检索28篇,ISTP检索14篇;并有CCF推荐A类期刊/会议论文2篇,B类论文4篇,C类论文6篇。完成博士学位论文3篇,硕士学位论文16篇。获得授权发明专利2项,软件著作权4项,成果转化2项。

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(27)
专利数量(0)
一种按需分配增量卷的自动扩容方法研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    计算机研究与发展
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    高岩;曹瑞;甄彩军;徐广治;王刚;刘晓光
  • 通讯作者:
    刘晓光
基于重复数据删除的连续数据保护系统的快速回滚
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    计算机研究与发展
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    马井玮;王克宾;赵彬;马良;王刚;刘晓光
  • 通讯作者:
    刘晓光
Correlation-Aware Prefetching in Fault-tolerant Distributed Object-based File System
容错分布式基于对象的文件系统中的相关感知预取
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Journal of Computer Information Systems
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Jiancong Tong;Bin Zhang;Xiaoguang Liu;Gang Wang
  • 通讯作者:
    Gang Wang
T-Code: 3-Erasure Longest Lowest-Density MDS Codes
T 代码:3 擦除最长最低密度 MDS 代码
  • DOI:
    10.1109/jsac.2010.100218
  • 发表时间:
    2010-02
  • 期刊:
    Ieee Journal On Selected Areas In Communications
  • 影响因子:
    16.4
  • 作者:
    Lin Sheng;Wang Gang;Stones Douglas S.;Liu Xiaoguang;Liu Jing
  • 通讯作者:
    Liu Jing
NetMODE: Network Motif Detection without Nauty
NetMODE:无需 Nauty 的网络基序检测
  • DOI:
    10.1371/journal.pone.0050093
  • 发表时间:
    2012-12-18
  • 期刊:
    PLOS ONE
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Li, Xin;Stones, Douglas S.;Wang, Gang
  • 通讯作者:
    Wang, Gang

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其他文献

利用高频脑电的局灶性癫痫患者癫痫发作检测
  • DOI:
    10.7652/xjtuxb201802023
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    西安交通大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王栋;李扩;刘晓芳;闫相国;王刚
  • 通讯作者:
    王刚
Synthesis, phase composition and modified microwave dielectric properties of Mg2+ substituted Zn2SiO4 ceramics with uniform microstructure
均匀微结构Mg2取代Zn2SiO4陶瓷的合成、物相组成及改性微波介电性能
  • DOI:
    10.1088/2053-1591/ab3f1b
  • 发表时间:
    2019-09
  • 期刊:
    Materials Research Express
  • 影响因子:
    2.3
  • 作者:
    叶泽君;李颉;王刚;祁正峰;甘功文;杨燕;张怀武
  • 通讯作者:
    张怀武
不同尺度水平并列气泡运动特性三维数值研究
  • DOI:
    10.16058/j.issn.1005-0930.2015.02.003
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    应用基础与工程科学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    蒋昌波;王刚;邓斌;沈超
  • 通讯作者:
    沈超
Reliability Equations for Cloud Storage Systems with Proactive Fault Tolerance
具有主动容错功能的云存储系统的可靠性方程
  • DOI:
    10.1109/tdsc.2018.2882512
  • 发表时间:
    2020-07
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Dependable and Secure Computing(SCI一区)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李静;李鹏;Rebecca J. Stones;王刚;李忠伟;刘晓光
  • 通讯作者:
    刘晓光
无界面钢筋的叠合板式剪力墙受力性能试验研究
  • DOI:
    10.14006/j.jzjgxb.2016.10.011
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    建筑结构学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    初明进;刘继良;侯建群;刘木禾;王刚;邱光明
  • 通讯作者:
    邱光明

其他文献

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AI项目思路

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王刚的其他基金

模拟集成电路网表自动生成原理图算法及并行优化研究
  • 批准号:
    62141412
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目

相似国自然基金

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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