基于特性分析的大规模机器学习性能优化关键技术研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61672200
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万
  • 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:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Large scale machine learning system has made great achievements in many fields for its powerful learning ability. However, the computation intensive and I/O intensive features of machine learning algorithms have been the challenge of machine learning to achieve a higher performance. This project will study the parallel computing model for intensive iterative convergent machine learning applications,and construct the performance model, and analyze the universality, scalability and fault tolerance of the model according to the characteristics of parallel machine architecture and computing resource expansion model and change characteristics of machine learning applications. On the model of the universality, scalability and fault tolerance for theoretical analysis, and then make a research of performance optimization guidance theory for the model of the data layer, computing layer and communication layer; On this basis,we study the loose type parallel scheduling strategy and set up the communication management model in the light of the characteristics of the intensive iterative convergent machine learning algorithm, the communication management model is studied through continuous communication strategy, priority setting strategy and parameter time sharing broadcasting policy; we build a machine learning algorithm runtime overhead analysis model to break through the traditional optimization methods to select and optimize the timing constraints. Besides, thanks for the model selection and resource mix strategy, after a research of resource dynamic management method, efficiently improve the resource utilization and the parallel system performance. The research results of this project can improve the performance of large scale machine learning, which is of great significance to the intelligent analysis of the big data application.
大规模机器学习系统以其强大的学习能力在诸多应用领域取得了惊人成果,但机器学习算法的计算密集型和I/O密集型特点一直是机器学习向更高性能发展面临的挑战。本项目将针对并行机体系结构、计算资源扩展模式和机器学习应用特征的变化特点,研究密集迭代收敛型机器学习应用的并行计算模型,并构造性能模型,对模型的普适性、扩展性与容错性进行理论分析,进而针对模型的数据层、计算层和通信层,研究性能优化指导理论;在此基础上,围绕密集迭代收敛型机器学习算法特性,研究松散型并行调度策略,建立多迭代同步管理模型,通过连续通信策略、优先级设定策略、参数分时广播策略研究通信管理模型;突破传统的优化方法选择和优化时机限制,构建机器学习算法的运行时开销分析模型,研究资源动态管理方法,通过模型选择和资源组合策略,有效提高资源利用率以及系统并行性能。本项目研究成果可以很好地提高大规模机器学习的性能,对于大数据智能分析具有重要意义。

结项摘要

大规模机器学习系统以其强大的学习能力在诸多应用领域取得了惊人成果,但机器学习算法的计算密集型和I/O密集型特点一直是机器学习向更高性能发展面临的挑战。本项目针对并行机体系结构、计算资源扩展模式和机器学习应用特征的变化特点,研究密集迭代收敛型机器学习应用的并行计算模型,并构造性能模型,对模型的普适性、扩展性与容错性进行理论分析,进而针对模型的数据层、计算层和通信层,研究性能优化指导理论;在此基础上,围绕密集迭代收敛型机器学习算法特性,研究松散型并行调度策略,建立多迭代同步管理模型,通过连续通信策略、优先级设定策略、参数分时广播策略研究通信管理模型;突破传统的优化方法选择和优化时机限制,构建机器学习算法的运行时开销分析模型,研究资源动态管理方法,通过模型选择和资源组合策略,有效提高利用率以及系统并行性能。本项目研究成果很好地提高了大规模机器学习的性能,对于大数据智能分析具有重要意义。

项目成果

期刊论文数量(16)
专著数量(0)
科研奖励数量(3)
会议论文数量(0)
专利数量(33)
Parameter Communication Consistency Model for Large-Scale Security Monitoring Based on Mobile Computing
基于移动计算的大规模安防监控参数通信一致性模型
  • DOI:
    10.1109/access.2019.2956632
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    IEEE Access
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Rui Yang;Jilin Zhang;Jian Wan;Li Zhou;Jing Shen;Yunchen Zhang;Zhenguo Wei;Juncong Zhang;Jue Wang
  • 通讯作者:
    Jue Wang
An Automatically Learning and Discovering Human Fishing Behaviors Scheme for CPSCN
CPSCN自动学习和发现人类捕鱼行为方案
  • DOI:
    10.1109/access.2018.2817486
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    IEEE Access
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Zhang Jilin;Geng Jiali;Wan Jian;Zhang Yifan;Li Mingwei;Wang Jue;Xiong Neal N.
  • 通讯作者:
    Xiong Neal N.
Numerical optimization algorithm for unsteady flows of rotor based on web service
基于Web服务的转子非定常流数值优化算法
  • DOI:
    10.31209/2019.100000109
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Intelligent Automation and Soft Computing
  • 影响因子:
    2
  • 作者:
    Zhang Jilin;Liu Xuechao;Wan Jian;Ren Yongjian;Xu Binglin;He Jianfan;Fan Yuchen;Zhou Li;Wei Zhenguo;Zhang Juncong;Wang Jue
  • 通讯作者:
    Wang Jue
An Effective Identification Technology for online News Con sent Spammers in Internet Media
网络媒体中网络新闻评论垃圾邮件发送者的有效识别技术
  • DOI:
    10.1109/access.2019.2900474
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    IEEE Access
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Si Huayou;Sun Wen;Zhang Jilin;Wan Jian;Xiong Neal N;Zhou Li;Ren Yongjian
  • 通讯作者:
    Ren Yongjian
Characteristics of Co-Allocated Online Services and Batch Jobs in Internet Data Centers: A Case Study From Alibaba Cloud
互联网数据中心共分配在线服务和批量作业的特点:以阿里云为例
  • DOI:
    10.1109/access.2019.2897898
  • 发表时间:
    2019-01-01
  • 期刊:
    IEEE ACCESS
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Jiang, Congfeng;Han, Guangjie;Wan, Jian
  • 通讯作者:
    Wan, Jian

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其他文献

Research and implementation of distributed disaster recovery system based on PRS algorithm
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  • 发表时间:
    --
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    张纪林
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  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
    Journal of Advances in Information Sciences and Service Sciences
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    万健
面向云文件系统的隔离性度量方法研究
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
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  • 作者:
    万健;张纪林;李尤慧子;叶正
  • 通讯作者:
    叶正
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虚拟机管理程序的能效比较
  • DOI:
    10.1016/j.suscom.2017.09.005
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Sustainable Computing-Informatics & Systems
  • 影响因子:
    4.5
  • 作者:
    蒋从锋;汪玉美;欧东阳;李尤慧子;张纪林;万健;Bing Luo;Weisong Shi
  • 通讯作者:
    Weisong Shi

其他文献

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张纪林的其他基金

“学习驱动型”边缘智能系统性能优化关键技术研究
  • 批准号:
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    2020
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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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