中国科学技术信息研究所--国家工程技术数字图书馆

[学位论文] 王烁中国科学技术大学 2008年博士导师: 屈玉贵共102页

摘要 : 随着网络与信息技术的高速发展，网络检索、路由查找、信息安全等许多应用领域对字符串模式匹配有着越来越高的速度需求。因此，近年来，人们集中研究如何以快速、高效的方式进行字符串模式匹配。随着硬件工艺水平的提高和FPGA技术的发展，用硬件的并... 展开随着网络与信息技术的高速发展，网络检索、路由查找、信息安全等许多应用领域对字符串模式匹配有着越来越高的速度需求。因此，近年来，人们集中研究如何以快速、高效的方式进行字符串模式匹配。随着硬件工艺水平的提高和FPGA技术的发展，用硬件的并行结构来实现字符串模式匹配处理的研究大量涌现。当然，不同的研究和设计方案，在速度、面积、成本、灵活性等方面都有很大的差别，在实际应用中，这些方案扬长避短，在某些应用领域中能发挥关键的作用。本文提出设计专用处理器的方案，来达到字符串模式匹配加速的目的。专用处理器是一种新型的具有处理器结构和可编程能力的芯片，它为某个或某一类的应用而专门定制。通过权衡速度、面积、成本和灵活性的设计约束，专用处理器往往能够达到更好的平衡点，从而适应嵌入式系统的需要。因而专用处理器在嵌入式领域中具有良好的应用背景。专用处理器的设计需要面对具体的应用定制最优的体系结构，其设计过程往往是从局部展开，基于应用分析和需求分析，提取其中的处理规律和特点，并针对这些规律和特点展开设计。另外，专用处理器的设计要具有一定的完整性，包括配套的编译器(综合器)，便于工程师在嵌入式领域中的开发和接受。本文具体研究内容如下： 1)分析正则式和巴克斯范式的语法特点。正则式和巴克斯范式都是用来描述字符串模式规则的文法。正则式是用途最广泛的一种字符串模式描述工具，语法简单高效。增强型巴克斯范式(Augmented Backus-Naur Form，ABNF)是RFC2234里面定义的一个字符串模式匹配的文法定义，语法更丰富，擅长描述网络协议的结构和规则。本文首先分析正则式和巴克斯范式的语法特点以及它们描述网络协议结构和规则的规律，以便定义指令系统和硬件加速模块的功能。 2)定义字符串模式匹配专用处理器的指令集。根据正则式和巴克斯范式的特点，定义并设计了一套指令集，包括基本指令集和专用指令集。基本指令集保证专用处理器具有基本的通用处理能力；专用指令集是针对模式规则的文法特点而设计的一套高级语言指令集，擅长描述字符串模式规则，能够更加简洁地表达模式规则的关系操作，使得字符串模式匹配算法仅需少量的代码即可描述，并且方便使用。 3)研究字符串模式匹配处理器的体系结构设计和存储器管理方案。通用处理器上的字符串模式匹配代码中，比较、判断、循环和分支指令占有非常大的比重，指令相关性较强。这种算法的特点要求处理器频繁地访问不连续的存储空间，导致流水线中断、Cache命中率底下等问题，致使基于多级流水线的处理器性能难以发挥。在专用处理器的体系结构的定制上，要想取得较大的加速比，就需要针对这类问题和这些特点进行解决。为了进一步提高指令级的并行能力，面向字符串模式匹配的多核处理器的体系结构设计也是本文的研究内容。无论是单核处理器还是多核处理器，算法的特点都会导致处理器频繁访问存储器，因此，合适的存储器管理方案也是关键的研究内容之一。本文设计的单核专用处理器和双核专用处理器在FPGA上褥到验证，并进行了功能测试和性能测试，测试结果表明该专用处理器在功能上满足实际应用的需要，在性能上可以有效地提高字符串模式匹配的处理速度和效率。本文的主要创新点在于： 1)提出设计专用处理器的方案，通过针对模式规则的语法特点设计专用指令，得以提高字符串模式匹配的速度，同时又可以兼顾通用性和灵活性。 2)通过专用处理器的设计流程，本文讲述了如何从应用需求出发，通过对功能的描述和对传统方案的分析，定制一种面向应用的专用处理器，并进一步挖掘指令级的并行能力的设计方法。 3)字符串模式匹配算法加速的最大难点是克服处理器在处理数据过程中频繁访问不连续的存储空间，本文在研究专用处理器的体系结构设计过程中，设计了一些特殊的功能单元来提高处理器的访存效率，这些模块的功能和结构会为从事该领域研究工作的人员带来一定的帮助和启发。收起

关键词 : 字符串模式匹配

2. Deep Web模式匹配技术研究

[学位论文] 钟昕苏州大学 2008年硕士导师: 伏玉琛共76页

摘要 : Web上的大量信息只能通过查询接口获得，这些资源被认为是Deep Web资源。对于不同兴趣领域，不同的查询接口有着各自迥异的查询能力和内容覆盖率。因此，用户需要频繁的访问不同的资源接口以获得想要的信息，这是非常耗时的。为了处理这个问题，一种有... 展开

关键词 : Web Deep 模式匹配

3. 用于UTM加速的模式匹配芯片的设计和实现

[学位论文] 蒋辉浙江大学 2008年硕士导师: 张宇弘;严晓浪共47页

摘要 : 随着互联网的高速发展，针对网络的攻击变得层出不穷。如果单靠软件来实现网络安全保护，对于处理器来说是无疑是一个很沉重的负担。越来越多的网络安全设备厂商趋向于采用ASIC芯片与CPU组合的策略。ASIC芯片负责对数据包进行模式匹配；而CPU来实现控... 展开

关键词 : 加速模式匹配芯片

4. 基于XML Schema的模式匹配研究与应用

[学位论文] 王永宾中山大学 2008年硕士导师: 高集荣共70页

摘要 : 随着网络技术和信息技术的飞速发展，网上数据交换也越来越频繁。XML因具有可扩展性、跨平台性、自描述性等优点，逐步成为网上信息表达和数据交换的事实标准。但是在享受XML带来便捷的同时，由于XML的标签可以自由定制，数据交换面临模式不统一的问题... 展开

关键词 : 基于 Schema XML 模式匹配

5. 基于模式图分割的高效图挖掘系统PMiner

[学位论文] 马天宇华中科技大学 2022年硕士导师: 刘方明共69页

摘要 : 通用图挖掘系统是从图数据中发现特定结构模式的重要工具，当前图挖掘系统相关研究的核心目标是保证快速准确得到挖掘结果并减少挖掘过程中的资源消耗。随着图数据规模的急剧增长以及各领域对复杂图结构快速挖掘的需求不断增长，现有的系统已经不能适... 展开通用图挖掘系统是从图数据中发现特定结构模式的重要工具，当前图挖掘系统相关研究的核心目标是保证快速准确得到挖掘结果并减少挖掘过程中的资源消耗。随着图数据规模的急剧增长以及各领域对复杂图结构快速挖掘的需求不断增长，现有的系统已经不能适应大规模、高复杂度的图挖掘任务，其原因主要在于（1）没有对模式图特征进行分析，未能充分利用模式图中包含的约束信息；（2）未能充分考虑到不同挖掘路径和挖掘顺序的选择会对系统性能产生的影响；（3）图挖掘过程中保存不必要的中间结果，消耗过多内存空间。为了应对以上的挑战，设计并实现PMiner系统。该系统通过深入分析模式图中各节点间以及各边间存在的约束关系，提出约束包含关系的概念，即共端点的多条边在挖掘过程中存在挖掘结果互相包含的关系，以此设计了基于约束包含关系的模式图分割方案，将挖掘任务的规模减小数倍至数十倍。同时提出节点选择度与覆盖度的概念，节点选择度是指节点在真实图中进行挖掘时候选集的最大规模，节点覆盖度则指的是单个节点在模式图分割时所能覆盖的最大节点数占原模式图的比率。由此，结合模式图分割实现了更好的挖掘计划生成过程，给出当前挖掘任务下最优的挖掘路径与顺序。最后设计实现了基于模式图分割的挖掘计划执行流程，对中间结果集的生成和更新提出复制赋值方法和共享赋值方法，从而避免了大量的冗余计算以及对不必要中间结果集的存储。实验结果表明，对于8个不同规模的真实图数据集，PMiner系统在进行复杂模式图挖掘任务时其执行速度快于最新的图挖掘系统GraphPi和Peregrine，平均速度提升分别达到了52倍与61倍。同时测试证明使用模式图分割方案可以有效缩减挖掘过程中产生的中间结果集大小，对内存的消耗缩减达到2～4倍。收起

关键词 : 图数据图挖掘模式匹配

6. 基于模式匹配分析的云计算弹性评测方法

[学位论文] 付金伟哈尔滨工业大学 2017年硕士导师: 张展共77页

摘要 : 目前云计算已经大量出现并逐渐成为一种主流的计算范式，市场上将云平台作为主要 IT基础设施的公司正在逐渐增多，这些趋势使得云计算的核心价值从最初的降低成本逐渐向具有敏捷性和自由化方向上转变，而实现敏捷性和自由化则需要弹性资源管理策略。弹... 展开目前云计算已经大量出现并逐渐成为一种主流的计算范式，市场上将云平台作为主要 IT基础设施的公司正在逐渐增多，这些趋势使得云计算的核心价值从最初的降低成本逐渐向具有敏捷性和自由化方向上转变，而实现敏捷性和自由化则需要弹性资源管理策略。弹性已然成为云服务资源管理的核心功能，弹性评测也随之成为该领域研究的热点问题。然而无论是平台架构还是开发流程，云平台与传统的 IT计算平台都呈现出显著的差异，原有的基准测试方法并不能满足弹性评测的需求。但现阶段全面而且合理的综合弹性评测体系还没有完整的构建起来，主要的难点来自两方面：首先已有弹性评测指标数量多、种类杂，选择一个较小的且包含最核心指标的评价指标集合，是解决此类问题的主要途径；其二，已有评价指标有待细化，指标的计算存在系统状态界定不准确和延迟时间模糊处理等问题，影响弹性评测的准确度。为解决云计算环境下弹性的量化和比较问题，改善指标计算过程中存在的系统调度延迟模糊处理和状态界定不准确的状况，本文通过分析弹性的核心特征，分别从资源配置的时间和空间维度，在系统可用性、资源配置的速度和精度方面，提出状态比率、伸缩延迟和调度损耗三类指标，构建弹性量化模型，准确描述系统弹性。为了细化该评测指标，本文应用模式匹配分析技术进行时间序列数据挖掘，首先通过变点检测算法识别响应时间变化点，然后应用动态时间规整算法将其变化点映射到负载曲线，定位弹性策略触发点，最终解决云系统信息的不完整和不准确问题，为指标的精确计算提供数据支持。为验证模型结论，实验基于 CloudStack云管理平台，分别评测了应激式和预测式的弹性策略，分析其长处与不足，最终验证该弹性评测模型结论的有效性与先进性。收起

关键词 : 云计算模式匹配分析弹性评测

7. 汉语数码语音识别系统设计与实现

[学位论文] 王彦朋北京工业大学 2008年硕士导师: 蔡建平;郭立炜共69页

摘要 : 语音识别技术是计算机应用领域重要的发展方向之一,它的关键技术、发展与应用,必将成为信息产业的标志性技术和未来计算机的重要特征。随着DSP技术的快速发展,芯片计算速度飞速上升,实时的语音识别系统采用DSP来实现已经成为可能。在此背景下,本文在对... 展开语音识别技术是计算机应用领域重要的发展方向之一,它的关键技术、发展与应用,必将成为信息产业的标志性技术和未来计算机的重要特征。随着DSP技术的快速发展,芯片计算速度飞速上升,实时的语音识别系统采用DSP来实现已经成为可能。在此背景下,本文在对语音识别技术进行全面、深入研究的基础上,重点进行基于模板匹配法的孤立词、特定人语音识别系统研究。本文介绍的是一个基于DSP的硬件,汉语数码语音识别系统的设计与实现。本文基于语音产生的模型,从时域、频域,特别是从倒谱出发,对语音信号进行分析,并结合模式识别的理论,论述语音识别的基本理论。在介绍DSP特点和TMS320VC5402结构的基础上,本文提出基于DSP的语音识别系统,对以TMS320VC5402芯片为核心的系统硬件设计进行了研究,阐述了系统的构成,分析工作过程,采用89C51单片机对TMS320VC5402的控制代替PC机的控制,将TMS320VC5402的HPI口与PC机的并行口相通信,使TMS320VC5402成为独立于PC机的系统。整个系统以TMS320VC5402为核心电路进行设计,TLC320AD50C进行A/D转换,TMS320VC5402进行训练和识别语音信号,由单片机控制LCD显示结果,整个系统的逻辑接口都是有逻辑接口芯片CPLD来实现的。针对汉语语音的特点,引用已有的算法进行软件系统设计,论述系统软件的设计法。主要过程是预处理、端点检测、提取特征和模式匹配。提取特征采用的是线性预测分析方法。考虑到系统的设计要求是一个特定人、小词汇量的语音控制系统,动态时间规整(Dynamic Time Wrapping,简称DTW可满足设计要求,因此采用识别算法为DTW算法。对传统的DTW进行了优化,减少了计算量和节约了存储空间。孤立词语音识别系统,准确检测起点和终点对于模板匹配并提高识别率是相当重要的。传统的端点检测是利用平均能量和平均过零率的双门限法。本文在此基础上,端点检测的设计是：短时相对能频积的方法对汉语语音的端点信号进行检测；短时相对能频比方法对语音信号的清浊音进行切分,提高汉语语音信号切分的成功率。实验结果表明,通过对以上几种算法的优化,在有限的硬件条件下,该语音识别系统能够满足实时化的要求,并能够得到较高的语音识别率。收起

关键词 : 语音识别汉语数码模式匹配

8. 基于本体的XML Schema模式匹配研究

[学位论文] 潘超浙江工业大学 2010年硕士导师: 古辉共67页

摘要 : 随着网络和信息技术的发展，各个应用领域的合作越来越密切，数据的互操作性日显重要。由于不同数据源的数据模式的自治性与异构性，为实现数据共享，模式匹配已成为数据密集型分布式应用的一项基本任务，成为学术界近年来的一个研究热点。目前已有的... 展开

关键词 : 模式匹配相似度本体 XML Schema

9. 基于多模式匹配的网络包过滤引擎的设计与实现

[学位论文] 张绮雯中山大学 2005年硕士导师: 王若梅共66页

摘要 : 　　本文设计并实现了一个基于多模式匹配的网络包过滤引擎，该引擎实现了内容级别的数据包过滤，并采用专门设计的快速多模式匹配算法来解决效率问题。本文首先对防火墙架构、内容过滤技术和模式匹配算法等相关领域进行了深入的研究，指出了目前存在... 展开

关键词 : 模式匹配包过滤过滤引擎

10. E面金属插片波导滤波器的研究

[学位论文] 高晓惠西安电子科技大学 2004年硕士导师: 王家礼共60页

摘要 : 该文以电磁场理论和微波网络综合为基础,利用S参数法研究了矩形波导E面金属播片微波带通滤波器的设计和仿真,并编制了相应的CAD软件.此软件能够根据用户提出的技术指标要求(如中心频率,相对带宽、带外衰减、带内回波损耗等)给出加工矩形波导金属插片滤... 展开

关键词 : 金属插片模式匹配 CAD 滤波器