分布式流计算系统中的任务调度是NP完整的问题。当前的调度方案通常由于输入数据流的波动,通常会暂停或缓慢的启动过程,这会影响性能稳定性,尤其是高通量和低潜伏期目标。此外,运行时的空闲计算节点可能会导致大量的空闲负载能量消耗。为了解决这些问题,我们提出了一个节能和运行时感知的框架(ER-stream)。本文从以下方面彻底讨论了框架:(1)研究实时数据流任务之间的通信;流式应用程序,资源和能源消耗以正式化调度问题进行建模。(2)在将初始拓扑提交到集群中后,通过轻巧的任务分配策略在同一计算节点上处理具有高通信成本的任务对,从而最大程度地降低了节点之间的通信成本并避免频繁触发运行时计划。(3)在运行时,根据节点通信和资源使用来执行可靠的任务迁移,这反过来又有助于动态调整节点能量消耗。(4)指标在包括潜伏期,吞吐量,资源负载和能源消耗的指标中,在真实的分布式流计算环境中进行评估。通过对可变速率输入方案进行全面评估,与现有风暴的调度策略相比,提出的ER-stream系统可为吞吐量,延迟和能源消耗提供了有希望的改进。©2022 Elsevier B.V.保留所有权利。
通用量子计算的前景需要可扩展的单量子位和量子位间控制交互。目前,量子计算的三个主要候选平台基于超导电路、捕获离子和中性原子阵列。然而,这些系统与环境和控制噪声有很强的相互作用,从而导致量子位状态和门操作的退相干。相反,光子与环境很好地分离,在量子计算方面具有速度和时间优势。光子系统已经展示了解决玻色子采样等特定棘手问题的能力,但在实际可扩展的通用量子计算解决方案方面面临挑战,因为单个光子很难确定地与另一个光子“对话”。在这里,我们提出了一种基于光子和原子集合量子存储器的通用分布式量子计算方案。利用已建立的光子优势,我们通过将光子量子位转换为量子存储状态并采用里德堡阻塞进行受控门操作来介导两量子位非线性相互作用。我们进一步展示了该方案的空间和时间可扩展性。我们的结果表明,光子原子网络混合方法可以成为通用分布式量子计算的潜在解决方案。
摘要:无线传感器网络 (WSN) 应用更倾向于本地计算和更少通信,这有助于解决大多数集中式 WSN 应用的高功耗和性能问题。在本研究中,我们提出了一种完全分布式的解决方案,其中仅通过传感器节点与其近邻节点之间的本地协作来检测供水网络中的泄漏,而无需通过几跳到集中式融合中心进行长距离传输。一种完整的方法包括设计、仿真和物理测量,展示了如何通过分布式卡尔曼滤波器实现分布式计算来提高泄漏检测的准确性,并介绍了功耗。物理实现的结果表明,分布式数据融合提高了泄漏检测的准确性,同时保持了 WSN 的使用寿命。
1)随着分布式光伏统筹上网电价逐年下降以及储能系统成本降低,建设分布式+储能系统实现 分布式电源全部就地消纳具有较好的经济效益,同时利用储能系统每天“两充两放”的特性, 合理利用阶梯电价,提高系统效益。With the distributed PV grid prices and the energy storage system cost decreasing every year, there is good economic benefit to build the distributed + energy storage system to achieve all the local power consumption, and because the energy storage system charges and discharges twice every day, the step tariff , if well employed, can increase the system benefit. 2)通过能量管理系统控制分布式电源+储能系统平滑输出,减小外部气象条件对分布式电源输 出的影响,提高供电电能质量。Achieving smooth output from the distributed power supply + energy storage system by the energy management system, reducing the impact to the distributed power output from the external weather conditions and improving the quality of power supply. 3)通过分布式电源+储能系统组成并网型微电网系统,当电网故障时,自动切换至独立运行模 式,保持重要负荷连续供电/或者利用储能系统代替企业原有设计起到后备电源(UPS)的作 用。When the grid breaks down, the microgrid system that is composed of the distributed power supply + energy storage system automatically switches to stand-alone mode, which maintains continuous power supply or uses energy storage system to replace the UPS in the original design.
量子计算具有令人兴奋的潜力,但当前的技术障碍在于单个处理器中的量子比特数量有限。解决这一挑战的一种方法是将小型、专用的量子处理器组装成一个更大的计算系统,称为分布式量子计算。在这项工作中,我们专注于分布式量子计算中的一个关键问题:如何将特定量子电路的逻辑量子比特映射到异构量子网络中的不同处理器,以尽量减少总体通信开销。为了解决这个问题,我们制定了一个概率感知的量子比特到处理器映射模型,其中每对处理器之间的通信开销是通过基于链路纠缠生成率的概率分析确定的。我们还在模型中引入了多流路由协议,以提高整体纠缠率。之后,我们采用多级混合模拟退火算法来最小化总通信开销。最后,我们进行了广泛的模拟,以展示我们的解决方案在各种系统设置下的优越性。
摘要:在这项工作中,通过使用具有云计算能力的通用控制器,四个电荷调节器以及一组具有网络和蓝牙功能的传感器电池监视器,设计了用于智能电池操作的现实世界系统。Currently, for real-world applications, battery management systems (BMSs) can be used in the form of distributed control systems where general controllers, charge regulators, and smart monitors and sensors are integrated, such as those proposed in this work, which allow more precise estimations of a large set of important parameters, such as the state of charge (SOC), state of health (SOH), current, voltage, and temperature, seeking the safety and the extension of the useful基于电池库的能源存储系统的寿命。使用的系统是所谓的智能电池管理系统的范式现实世界示例。与完全集中的BMS结构相比,这项工作中所做的贡献之一是实现了BMS的分布式设计,这增加了系统安全性的收益。这项工作中做出的另一项研究贡献是开发基于Petri网的有条理建模程序,该程序以可见的,有条理的和精确的方式建立了确定BMS运行的条件集。如果未进行此建模,则阈值及其条件保持分散,不是很透明,并且很难以汇总方式处理。
Shor算法是量子算法中最重要的一个,可以在多项式时间内以一定的成功概率对大整数进行因式分解,但在NISQ(Noisy Intermediate-scale Quantum)时代,Shor算法需要的量子比特数量难以承受。为了减少Shor算法所需的资源,本文首先提出了一种新的分布式相位估计算法,该算法不需要量子通信,与传统相位估计算法(非迭代版)相比,减少了单个节点的量子比特数。然后,我们应用该分布式相位估计算法,形成Shor算法的分布式寻阶算法。与传统Shor算法(非迭代版)相比,单个节点寻阶所需的最大量子比特数