分类: 信息科学与系统科学 >> 信息科学与系统科学基础学科 提交时间: 2023-02-14 合作期刊: 《桂林电子科技大学学报》
摘要: 针对经典相关功耗分析过程中存在噪声等因素的影响,基于汉明重量与功耗轨迹之间存在线性相关的特性,提出
一种针对AES密码芯片的相关功耗分析方法。根据密码算法S盒输出中间值汉明重量分布不均匀的特性,利用区分比将
正确密钥与错误密钥进行筛选,得到与功耗轨迹相关性较强的一组明文。在密钥恢复阶段,通过观察这组明文输入找到前
2个S盒的泄漏点后,利用分别猜测法逐一找出剩余14个S盒的泄漏区间,而无需遍历所有功耗轨迹即可捕获剩余字节的
密钥信息。AT89S52芯片实验分析表明,采用此方法仅需9条明文和对应功耗轨迹即可以90%的成功率正确恢复出AES
的单个字节密钥信息,计算复杂度仅为经典相关功耗分析的4.1%,显著提升了相关功耗分析的效率。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2017-09-26 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 采用图形处理器和最新的通用并行计算架构设计了射电天文多相滤波器组,并对其性能指标进行了测试和分析。利用图形处理器强大的浮点数计算和高效并行执行能力实现了多相滤波器、快速傅里叶变换算法加速,改善了多相滤波器组算法的执行效率。实验结果表明,设计的多相滤波器组具有一定的灵活性和可扩展性,能够实现射电信号的高速滤波及信道化,可有效提高射电望远镜数字终端算法的并行数据处理能力和计算效率。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2017-09-26 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 新疆天文台数据中心的海量数据星表在线交又证认服务可实现远程URL、本地上传带有UCD信息的VOTabI。格式文件两种星表数据输入方式,可实现对数据中心已发布的天文数据进行交又证认。证认得到的结果可以通过SAMP协议发送到标准虚拟天文台工具中进行数据可视化等相关处理,并支持HTML, CSV, FITS Table, JSON等多种数据输出方式。通过并行计算技术与伪球面天区划分技术大大提高了海量星表数据的交又证认速度。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2020-05-15 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 针对脉冲星信号实时消色散处理需求,实现了基于GPU的非相干消色散算法。采用高性能并行计算方法对非相干消色散算法的多线程处理进行了深入研究,提出了算法的并行化加速方案,解决了消色散算法计算量大无法实时处理问题。分析算法的密集型计算部分,高效利用GPU的层次存储结构,提高了GPU资源利用率,进而减少了计算时间,显著提升了非相干消色散算法的计算性能。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2019-12-04 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 面向天文信号实时处理需求,搭建了基于ROACH2的射电天文数字终端实验平台。利用MATLAB、Xilinx等开发环境进行仿真,取得了原始实验数据;利用CASPER硬件平台实现了信号控制和预处理,并通过高速以太网将数据包传输至计算服务器进行后处理。搭建的实验平台实现了仿真、编译、运行的完整流程,为天文信号实时处理研究提供了良好的实验环境。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2023-01-18 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 随着天文观测技术的飞速发展,天文数据处理软件日趋复杂,天文数据处理环境的部署与管理日渐繁琐。利用容器技术将脉冲星数据处理环境封装成容器镜像并建立私有镜像库,科研人员可以根据数据处理需求选择镜像,实现数据处理环境的快速部署。利用实体计算机、虚拟机和容器中对脉冲星基带数据进行相干消色散处理,对比不同平台的资源利用率与数据处理效率。实验结果表明,容器的性能与实体计算机相近;在多任务并发的数据处理测试中,容器的资源分配更加合理,相较虚拟机可以提高计算资源利用效率。在新疆天文台脉冲星数据处理服务器上实现了基于容器的数据处理架构部署,设计并开发了容器管理图形用户界面,通过优化多用户登录、身份验证、数据卷挂载管理等功能,提高利用容器技术进行天文数据处理的效率。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2022-04-14 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 针对射电天文观测过程中的射频干扰(RFI)问题,详细分析了国内外台站RFI抑制策略。根据各天文台站实际观测过程中遇到的RFI问题,分别从主动预防阶段、预相关阶段、后相关阶段、机器学习和深度学习等方面研究了RFI的预防策略和抑制方法。详细分析了主动预防阶段可采取的方法,预相关阶段的自适应滤波,和空间滤波方法;后相关阶段的VarThreshold,SumThreshold和奇异值分解等方法。探讨了基于机器学习的主成分分析、支持向量机、全卷积神经网络、卷积神经网络、U-Net等相关技术和方法在RFI信号处理方面的应用。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2021-09-29 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 瞬时射频干扰(RFI)信号是最难以识别并消除的一类干扰。针对射电天文观测过程中遇到瞬时RFI问题,本文提出了一种基于RFI信号峰值的特征提取方法,利用该方法生成了RFI信号的特征模板,并基于动态时间规整(DTW)算法和打分策略设计了特征识别算法,实现了RFI信号识别以及分类功能。利用ARRL官网提供的RFI数据完成了特征模板的交叉验证对比,测试结果显示RFI特征模板与同类别RFI相似度高,表明该算法能够对RFI进行识别和分类,该算法为瞬时RFI的特征提取以及识别提供了一种新思路。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2017-09-26 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 经过多年观测,新疆天文台积累了大量珍贵的观测数据。如何高效管理快速增长的海量观测数据,如何实现全波段观测数据的融合及未来更大口径望远镜产生的海量数据归档与发布是目前新疆天文台急需解决的问题。新疆天文台数据中心面向天文学科研需求提供天文科学数据服务和基拙设施,由新疆天文台计算机技术室负责运行与维护。数据中心以最新的虚拟天文台相关标准为基拙建设,基本服务包括:为天文观测项目提供数据保存、管理和发布服务;为有价值的天文科学数据及二次处理后的数据提供长期保存和访问服务;为用户提供科学数据归档与发布服务及相关技术支持。数据资源主要有:新疆天文台25 m射电望远镜的脉冲星观测数据;活动星系核观测数据以及分子谱线观测数据。提供的数据服务有:PPMXL星表锥形检索;海量星表数据在线交又认证;统一内容描述符信息查询等服务。主要介绍新疆天文台数据中心建设及其提供的服务,如何使用已发布的服务在线检索数据及利用标准虚拟天文台工具实现数据操作。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2018-11-01 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 新疆天文台望远镜所产生的观测数据通过数据专线传输到台本部数据中心进行长期存储。采用rsync进行数据传输,过程中没有详细的日志记录信息,无法对传输情况进行统计分析。本文通过调研新疆天文台数据传输需求,设计并开发了新疆天文台观测数据传输日志系统。系统以新疆天文台南山站、奇台站的数据存储服务器和台本部长期存储为基础,设计了日志系统的整体架构,实现了数据传输过程的日志记录。系统基于shell多线程技术、qt框架开发了后台服务程序及日志系统软件界面,实现了日志分析、统计备份与数据传输可视化页面。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2021-03-30 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 针对超宽带及多波束接收系统海量天文信号实时高效传输与处理问题,对基于FPGA+GPU的主流终端设备软件系统进行了测试分析,超宽带接收设备要求终端系统软件能够在更宽带宽,更高时间、频率分辨率条件下,实现实时数据流传输与处理。结合大口径射电观测设备未来发展方向提出了利用高速并行环形缓冲区实现数据流缓存、基于GPU集群实现数据流实时处理、基于BeeGFS实现分布式并行数据存储,模块化构建射电天文信号传输管道软件的设计思路。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2020-12-21 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 射电脉冲信号在传输过程中受到星际介质的影响会导致轮廓展宽和变形,在研究过程中需要对信号进行消色散处理。本文设计并实现了基于零拷贝的脉冲星数据GPU相干消色散算法,采用设备内存映射以消除主机到设备的拷贝开销,利用CUDA的cuFFT库进行多BATCH傅里叶变换以提高DFT效率,同时采用多线程实现了传递函数的加速计算。实验结果表明,与传统CPU及GPU算法相比,本文提出的算法在大数据量时表现良好。
分类: 医学、药学 >> 基础医学 提交时间: 2017-12-27 合作期刊: 《南方医科大学学报》
摘要: 目的 探讨孕14~15 d胎鼠中脑来源神经干细胞(mNSCs)被胶质源性神经营养因子(GDNF)基因修饰并移植于帕金森病模型大鼠纹状体区的治疗作用。方法 取孕14~15 d胎鼠解剖显微镜下分离中脑腹侧组织进行mNSCs培养,培养5 d后行GFP/GDNF基因修饰。PD大鼠模型的建立参照大鼠脑立体定向图谱,立体定向中脑背盖腹侧区、内侧前脑束注射6-羟多巴胺。将PD大鼠随机分组,将基因修饰的干细胞以及无基因修饰干细胞移植到帕金森病大鼠纹状体区,建立空白mNSCs (PBS替代)移植组、GFP基因修饰mNSCs移植组、GDNF基因修饰mNSCs移植组3个实验组。移植细胞前后进行行为学评估,以腹腔注射阿朴吗啡(APO 0.5 mg/kg)诱导PD大鼠旋转圈数作为细胞移植的治疗作用评估手段。免疫荧光组织化学鉴定移植细胞存活、迁移和分化。结果 GDNF基因修饰神经干细胞移植组较对照组和GFP基因修饰神经干细胞移植组有明显的行为改善;移植56 d后,GDNF基因修饰mNSCs移植组较其他两组检测到更多细胞存活,向多巴胺能神经元分化较其他两组都有增加趋势。 结论GDNF基因修饰mNSCs移植可显著改善PD大鼠的运动障碍,其分子机制有待进一步研究。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2018-05-15 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 新疆天文台Taurus高性能计算系统由1个登陆节点、16个计算节点、2个I/O节点、100TB高速存储组成。其CPU理论双精浮点计算能力6.7584Tflops,通过Linpack测试实际峰值为6.289Tflops,可提供计算能力为理论值的93.06%;GPU理论计算能力18.72 Tflops,实际测试计算峰值为14.882Tflops,计算效率为理论能力的79.5%。系统计算与存储节点均采用56Gb Infiniband交换互连,通过IOZone测试存储系统,单节点写可达460MB/s,多节点写可达800MB/s。系统已在多相滤波及消干扰GPU算法加速、蒙特卡罗模拟等领域得到了应用。
分类: 天文学 >> 天文仪器与技术 提交时间: 2018-06-21 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 新疆天文台南山26m射电望远镜(简称NSRT)经过多年观测积累了大量的科学数据。针对NSRT天文观测数据的在线存储与备份问题,建设了远程、异地、容灾备份系统,在新疆天文台本部及南山观测站分别建设了可独立运行的存储系统,实现了两套存储系统间的远程、异地数据实时容灾备份。以基于对象的存储技术Lustre为基础实现了存储系统,并对存储的读写性能进行了详细测试。建设的容灾备份系统有效解决了新疆天文台观测数据及次生数据的在线存储与数据安全问题。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2018-12-20 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 新疆天文台望远镜所产生的观测数据通过数据专线传输到台本部数据中心进行长期存储。采用rsync进行数据传输,过程中没有详细的日志记录信息,无法对传输情况进行统计分析。本文通过调研新疆天文台数据传输需求,设计并开发了新疆天文台观测数据传输日志系统。系统以新疆天文台南山站、奇台站的数据存储服务器和台本部长期存储为基础,设计了日志系统的整体架构,实现了数据传输过程的日志记录。系统基于shell多线程技术、qt框架开发了后台服务程序及日志系统软件界面,实现了日志分析、统计备份与数据传输可视化页面。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2017-09-26 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 海量观测数据及次生数据的高效存储与检索,天文大数据的快速及时处理,加速天文学研究的科学产出等问题,已成为天文观测和天文研究迫切需要解决的难题。以信息技术为支撑的天文大数据的高效分析和处理,帮助天文学家重新审视和了解宇宙。虚拟天文台的出现为全球范围内研究资源的无缝透明连接提供了协议、标准,以协议为基拙规范了天文数据的发布与检索方式。以国内外现有的观测设备为基拙,综述目前主流天文机构的数据发布与检索相关情况。
分类: 天文学 >> 天文学 提交时间: 2019-07-30 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要: 经过十余年的不断建设和发展,中国虚拟天文台(China-VO)已成为支撑天文学观测、研究、教学的重要技术和资源平台。随着多信使天文学和时域天文学时代的到来,虚拟天文台也需要升级自身的核心能力,以给天文工作者提供更精准的服务和技术支撑。为此,中国虚拟天文台团队结合天文学的发展方向和信息技术发展趋势梳理了一份核心技术需求清单,并以问卷的形式针对领域内专家和用户开展了调研。通过对调研结果的统计和分析,中国虚拟天文台明确了未来一段时期的主要努力方向和目标,计划采用平台化的开发模式,并开放第三方开发接口,以吸引更多感兴趣的开发者基于虚拟天文台资源做出实用的工具,更好地实现资源与技术向服务的快速转换。