Multifractal detrended fluctuation analysis parallel optimization strategy based on openMP for image processing
作者：
Tang, Xiaoyong* ;Yang, Xiaopan;Wu, Fan
期刊：
Neural Computing and Applications ,2020年32(10):5599-5608 ISSN：0941-0643
通讯作者：
Tang, Xiaoyong
作者机构：
[Tang, Xiaoyong; Yang, Xiaopan] Hunan Agr Univ, Coll Informat Sci & Technol, Southern Reg Collaborat Innovat Ctr Grain & Oil C, Changsha 410128, Peoples R China.;[Wu, Fan; Tang, Xiaoyong] Hunan Univ, Sch Informat Sci & Engn, Changsha 410082, Peoples R China.
通讯机构：
[Tang, Xiaoyong] H;Hunan Agr Univ, Coll Informat Sci & Technol, Southern Reg Collaborat Innovat Ctr Grain & Oil C, Changsha 410128, Peoples R China.;Hunan Univ, Sch Informat Sci & Engn, Changsha 410082, Peoples R China.
关键词：
Multifractal detrended fluctuation analysis;Hurst parameter;Parallel optimization;OpenMP
摘要：
In the past few years, multifractal detrended fluctuation analysis (MF-DFA) method has been widely applied in the field of agricultural image processing. However, the agricultural image feature MF-DFA analyses involves a great deal of iterative processes and complex matrix operations, which require massive computation and processing time. In order to reduce processing time and improve analysis efficiency, we first develop a MF-DFA program that involves image preprocessing, image segmentation, local area accumulation matrix calculation, local area trend fitting, local area trend elimination, a global qth-order fluctuation function, and the Hurst index. Then, we analyze and compare MF-DFA each modules’ performance characteristics and explore its parallelism according to various segmentation scales s. Lastly, we propose a parallel optimization scheme based on OpenMP for the MF-DFA. The results of our rigorous performance evaluation clearly demonstrate that our proposed parallel optimization scheme can efficiently use multicore capability to extract rape leaf image texture characteristics. © 2019, Springer-Verlag London Ltd., part of Springer Nature.
语种：
英文
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Large-scale computing systems workload prediction using parallel improved LSTM neural network
作者：
Tang, Xiaoyong*
期刊：
IEEE ACCESS ,2019年7:40525-40533 ISSN：2169-3536
通讯作者：
Tang, Xiaoyong
作者机构：
[Tang, Xiaoyong] Hunan Agr Univ, Coll Informat Sci & Technol, Changsha 410128, Hunan, Peoples R China.;[Tang, Xiaoyong] Hunan Agr Univ, Southern Reg Collaborat Innovat Ctr Grain & Oil C, Changsha 410128, Hunan, Peoples R China.
通讯机构：
[Tang, Xiaoyong] H;Hunan Agr Univ, Coll Informat Sci & Technol, Changsha 410128, Hunan, Peoples R China.;Hunan Agr Univ, Southern Reg Collaborat Innovat Ctr Grain & Oil C, Changsha 410128, Hunan, Peoples R China.
关键词：
computing systems;LSTM;neural network;parallel;Workload prediction
摘要：
In recent years, large-scale computing systems have been widely used as an important part of the computing infrastructure. Resource management based on systems workload prediction is an effective way to improve application efficiency. However, accuracy and real-time functionalities are always the key challenges that perplex the systems workload prediction model. In this paper, we first investigate the dependence on historical workload in large-scale computing systems and build a day and time two-dimensional time-series workload model. We then design a two-dimensional long short-term memory (LSTM) neural network cell structure. Based on this, we propose an improved LSTM prediction model providing its mathematical description and an error back propagation method. Furthermore, to achieve systems resource management real-time requirement, we provide a parallel improved LSTM algorithm that uses a hidden layer week-based dependence and weights parallelization algorithm. The comparative studies, based on the actual workload of the Shanghai Supercomputer Center, demonstrate that our proposed improved LSTM neural network prediction model can achieve higher accuracy and real-time performance in large-scale computing systems. © 2019 IEEE.
语种：
英文
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Windows程序设计课程绘图工具使用教学探讨
作者：
唐小勇
期刊：
新教育时代(电子杂志) ,2018年(31):171 ISSN：2095-4743
作者机构：
湖南长沙湖南农业大学信息科学技术学院 湖南长沙 410128;[唐小勇] 湖南农业大学
关键词：
API函数;程序设计;教学法
摘要：
对于初步接触应用程序开发的学生而言,开发Windows应用程序思维方式相对而言是比较抽象的,因而如何开解生动的让学生理解Windows API函数的调用原理,提高其应用技能一直是Windows程序设计课程教学的重点和难点.本文试图以绘图工具使用的普遍性和共同规律性为例,讲解Windows API函数调用的格式、参数意义和调用关系,以期提高同学们Windows程序设计和应用开发能力.
语种：
中文
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高等数学微资源教学研究
作者：
唐小勇;李小春
期刊：
现代商贸工业 ,2018年(8):158-159 ISSN：1672-3198
作者机构：
湖南农业大学信息科学技术学院;[李小春] 湖南农业大学东方科技学院;[唐小勇] 湖南农业大学
关键词：
独立学院;数学素养;课堂教学
摘要：
通过微资源平台的媒介,打通师生之间线上线下之间的时空间隔,改进高等数学教学方式,提高教学质量。
语种：
中文
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培养独立学院学生数学素养的研究
作者：
唐小勇;李小春
期刊：
科教导刊：电子版 ,2018年(3):131-132 ISSN：1674-6813
作者机构：
湖南农业大学信息科学技术学院 湖南·长沙 410128;湖南农业大学东方科技学院 湖南·长沙 410128
关键词：
独立学院;数学素养;课堂教学
摘要：
培养学生的数学素养是数学教学的重要目标,在新时期课时不够、学习有误区、只注重数学知识教学的情况下,教师应该采取增开选修课、开展数学活动、善用网络设备等手段来完善数学教学.
语种：
中文
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移动互联网校企合作专业课程体系建设探讨
作者：
唐小勇;廖肖依;廖桂平
期刊：
福建电脑 ,2018年34(5):167-167 ISSN：1673-2782
作者机构：
湖南农业大学信息科学技术学院 湖南 长沙 410128;湖南农业大学农业信息研究所 湖南 长沙 410128
关键词：
移动互联网;计算机;课程体系
摘要：
移动互联网是信息技术在移动和互联网上发展融合的产物,把移动互联网与传统产业结合催生了社会经济领域的各种应用,因而亟需大量移动应用技术人才。移动互联网专业针对此需求,采用校企合作模式,面向应用实践提出移动应用课程教学体系、校企合作管理方法、以企业为核心的实践应用能力培养模式。相信此培养体系定能为社会输送优秀的移动应用技术开发人才。
语种：
中文
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Indoor Crowd Density Estimation through Mobile Smartphone Wi-Fi Probes
作者：
Tang, Xiaoyong* ;Xiao, Bin;Li, Kenli
期刊：
IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics: Systems ,2018年50(7):2638-2649 ISSN：2168-2216
通讯作者：
Tang, Xiaoyong
作者机构：
[Tang, Xiaoyong] Hunan Agr Univ, Informat Sci & Technol Coll, Southern Reg Collaborat Innovat Ctr Grain & Oil C, Changsha 410128, Peoples R China.;[Tang, Xiaoyong; Li, Kenli] Hunan Univ, Natl Supercomp Ctr Changsha, Coll Comp Sci & Elect Engn, Changsha 410082, Peoples R China.;[Xiao, Bin] Hong Kong Polytech Univ, Dept Comp, Hong Kong, Peoples R China.
通讯机构：
[Tang, Xiaoyong] H;Hunan Agr Univ, Informat Sci & Technol Coll, Southern Reg Collaborat Innovat Ctr Grain & Oil C, Changsha 410128, Peoples R China.
关键词：
Wireless fidelity;Estimation;Probes;Monitoring;Heuristic algorithms;Feature extraction;Wireless communication;Crowd density;indoor positioning algorithm;received signal strength indicator (RSSI);smartphones;Wi-Fi probe
摘要：
Crowd density estimation is one of the critical issues in social activities. The traditional solution to this problem is to leverage video surveillance to monitor a crowd. However, this is not accurate for crowd density estimation because it is still hard to identify people from background. In the past few years, more and more people use Wi-Fi enabled smartphones. Smartphones can send Wi-Fi request packets periodically, even when they are not connected to access points. This gives another promising solution to the crowd density estimation even for the public environment. In this paper, we first develop a Wi-Fi monitor detection that can capture smartphone passive Wi-Fi signal information including MAC address and received signal strength indicator. Then, we propose a positioning algorithm based on smartphone passive Wi-Fi probe and a dynamic fingerprint management strategy. In real-world public social activities, a person may have zero, one, two, or multiple smartphones with variant Wi-Fi signals. Therefore, we design a method of computing the probability of a user generating one Wi-Fi signal to identify people population. Finally, we propose a crowd density estimation solution based on Wi-Fi probe packets positioning algorithm. Experiments were conducted in an indoor laboratory class and three public social activities, clearly demonstrated that the proposed solution can effectively and accurately estimate crowd density.
语种：
英文
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面向新工科的《Python大数据分析及应用》课程知识体系浅析
作者：
唐小勇;吴帆
期刊：
课程教育研究 ,2018年(40):231-231 ISSN：2095-3089
作者机构：
1. 湖南农业大学信息科学技术学院;2. 湖南大学信息科学与工程学院
关键词：
新工科;知识体系;大数据分析
摘要：
新工科建设是当前新经济背景下对高校工科人才培养体系提出的新挑战。本文以Python大数据分析及应用课程为研究,提出适合创新创业能力培养为核心的课程知识体系,希望能为新工科建设提供一种实践参考。
语种：
中文
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Application-aware deadline constraint job scheduling mechanism on large-scale computational grid
作者：
Tang, Xiaoyong;Liao, Xiaoyi*
期刊：
PLOS ONE ,2018年13(11):e0207596- ISSN：1932-6203
通讯作者：
Liao, Xiaoyi
作者机构：
[Tang, Xiaoyong; Liao, Xiaoyi] Hunan Agr Univ, Southern Reg Collaborat Innovat Ctr Grain & Oil C, Coll Informat Sci & Technol, Changsha, Hunan, Peoples R China.;[Tang, Xiaoyong] Hunan Univ, Sch Informat Sci & Engn, Changsha, Hunan, Peoples R China.;[Tang, Xiaoyong] Hunan Agr Univ, Coll Informat Sci & Technol, Changsha 410128, Hunan, Peoples R China.
通讯机构：
[Liao, Xiaoyi] H;Hunan Agr Univ, Southern Reg Collaborat Innovat Ctr Grain & Oil C, Coll Informat Sci & Technol, Changsha, Hunan, Peoples R China.
关键词：
Jobs;Algorithms;Computer software;Network bandwidth;China;Forecasting;Geographic distribution;Genetic algorithms
摘要：
Recently, computational Grids have proven to be a good solution for processing large-scale, computation intensive problems. However, the heterogeneity, dynamics of resources and diversity of applications requirements have always been important factors affecting their performance. In response to these challenges, this work first builds a Grid job scheduling architecture that can dynamically monitor Grid computing center resources and make corresponding scheduling decisions. Second, a Grid job model is proposed to describe the application requirements. Third, this paper studies the characteristics of commercial interconnection networks used in Grids and forecast job transmission time. Fourth, this paper proposes an application-aware job scheduling mechanism (AJSM) that includes periodic scheduling flow and a heuristic application-aware deadline constraint job scheduling algorithm. The rigorous performance evaluation results clearly demonstrate that the proposed application-aware job scheduling mechanism can successful schedule more Grid jobs than the existing algorithms. For successful scheduled jobs, our proposed AJSM method is the best algorithm for job average processing time and makespan.
语种：
英文
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Energy efficient job scheduling with workload prediction on cloud data center
作者：
Tang, Xiaoyong* ;Liao, Xiaoyi;Zheng, Jie;Yang, Xiaopan
期刊：
Cluster Computing ,2018年21(3):1581-1593 ISSN：1386-7857
通讯作者：
Tang, Xiaoyong
作者机构：
[Zheng, Jie; Tang, Xiaoyong; Yang, Xiaopan; Liao, Xiaoyi] Hunan Agr Univ, Informat Sci & Technol Coll, Southern Reg Collaborat Innovat Ctr Grain & Oil C, Changsha 410128, Hunan, Peoples R China.;[Tang, Xiaoyong] Nanjing Univ, State Key Lab Novel Software Technol, Nanjing 210046, Jiangsu, Peoples R China.
通讯机构：
[Tang, Xiaoyong] H;[Tang, Xiaoyong] N;Hunan Agr Univ, Informat Sci & Technol Coll, Southern Reg Collaborat Innovat Ctr Grain & Oil C, Changsha 410128, Hunan, Peoples R China.;Nanjing Univ, State Key Lab Novel Software Technol, Nanjing 210046, Jiangsu, Peoples R China.
关键词：
Cloud data center;Energy consumption;Job scheduling;Wavelet neural network;Workload prediction
摘要：
Data centers are the backbone of cloud infrastructure platform to support large-scale data processing and storage. More and more business-to-consumer and enterprise applications are based on cloud data center. However, the amount of data center energy consumption is inevitably lead to high operation costs. The aim of this paper is to comprehensive reduce energy consumption of cloud data center servers, network, and cooling systems. We first build an energy efficient cloud data center system including its architecture, job and power consumption model. Then, we combine the linear regression and wavelet neural network techniques into a prediction method, which we call MLWNN, to forecast the cloud data center short-term workload. Third, we propose a heuristic energy efficient job scheduling with workload prediction solution, which is divided into resource management strategy and online energy efficient job scheduling algorithm. Our extensive simulation performance evaluation results clearly demonstrate that our proposed solution has good performance and is very suitable for low workload cloud data center. © 2018, Springer Science+Business Media, LLC, part of Springer Nature.
语种：
英文
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新工科背景下地方高校大数据技术专业课程体系建设
作者：
唐小勇
期刊：
电脑知识与技术 ,2018年14(24):122-123 ISSN：1009-3044
作者机构：
湖南农业大学信息科学技术学院,湖南长沙,410128;[唐小勇] 湖南农业大学
关键词：
大数据;课程体系;新工科
摘要：
由于新技术、新业态、新产业、新模式为特点的新经济蓬勃发展,亟需大量适合此需求的人才,新工科因而受到社会广泛关注。该文以大数据技术专业课程体系建设为研究对象,提出适合地方高校的大数据技术专业人才教育的知识体系和相应的课程教学体系。
语种：
中文
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发散性思维驱动的汇编语言条件指令教学探讨
作者：
唐小勇
期刊：
福建电脑 ,2018年34(7):177-177 ISSN：1673-2782
作者机构：
湖南农业大学信息科学技术学院 湖南 长沙 410128
关键词：
条件指令;发散性思维;教学法
摘要：
发散性思维是计算机科学与技术专业必须培养的一种重要思维。本文将发散思维训练引入汇编语言程序设计课程教学中,主要介绍条件分支程序中条件指令的学习与应用。论文以整数折半程序设计为例研究散性思维教学过程,希能为提高汇编语言程序设计教学效率提供一种方法。
语种：
中文
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微机原理课程8086总线时序研讨式教学案例
作者：
唐小勇
期刊：
教育现代化 ,2018年(36):330-331 ISSN：2095-8420
作者机构：
湖南农业大学 信息科学技术学院,湖南 长沙
关键词：
微机原理;研讨式;教学法
摘要：
微机原理是计算机科学与技术专业的本科基础课程,由于涉及处理器工作的硬件实现原理,因而比较抽象和难以掌握性.本文针对此问题,以8086总线时序教学为例,探讨研讨式教学在计算机工作原理方面的教学应用.本文设计了研讨式教学内容和教学问题,通过课前研讨准备和课堂教学,提高了学生对8086系列微机4个基本总线时序状态工作原理的理解.
语种：
中文
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以创新能力培养为核心的汇编语言指令教学
作者：
唐小勇
期刊：
电脑知识与技术 ,2018年14(20):107+109 ISSN：1009-3044
作者机构：
湖南长沙湖南农业大学信息科学技术学院,湖南长沙,410128
关键词：
创新能力;汇编指令;教学法
摘要：
近年来,创新创业已成为社会经济发展核心驱动力,创新型人才培养越来越受到各种教育教学方式的重视.该文以汇编语言程序设计中指令系统教学为研究对象,论述基于创新能力培养的汇编指令教学知识体系,以期能为提高计算机专业学生创新应用能力.
语种：
中文
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Windows程序设计中获取设备接口翻转课堂教学案例
作者：
唐小勇;吴帆
期刊：
福建电脑 ,2018年34(6):176-176 ISSN：1673-2782
作者机构：
湖南农业大学信息科学技术学院 湖南 长沙 410128;湖南大学信息科学与工程学院 湖南 长沙 410082
关键词：
翻转课堂;教学法;Windows程序设计
摘要：
Windows系统设备接口GDI能实现与具体外部物理设备无关的图形显示,是Windows应用程序开发所需的关键技术。然而获取设备HDC的Begin Paint函数和Get DCAPI函数在实际教学过程中极易让学生混淆。本文通过翻转课堂教学方式,设计图形设备接口及其获取方法的教学过程,希能提高学生的学习效率。
语种：
中文
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独立学院下概率论与数理统计课程质量标准研究
作者：
唐小勇;李小春
期刊：
教育现代化 ,2018年5(14):129-130,138 ISSN：2095-8420
作者机构：
湖南农业大学 信息科学技术学院,湖南 长沙;湖南农业大学东方科技学院,湖南 长沙
关键词：
概率论与数理统计;课程质量标准;独立学院
摘要：
通过分析概率论与数理统计课程的特点、以教育部与学院的教学要求为依据,提出概率论与数理统计课程的目标、课程质量标准建设的内容以及课程质量评价的方法,以促进独立学院应用型高校的课程建设与改革。
语种：
中文
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任务驱动的Windows应用程序设计教学实例
作者：
唐小勇
期刊：
电脑知识与技术 ,2018年14(17):173-174 ISSN：1009-3044
作者机构：
湖南农业大学信息科学技术学院,湖南长沙,410128
关键词：
任务驱动教学法;Windows API函数;事件处理
摘要：
任务驱动是一种有效的教学方法,在计算机程序设计类课程教学中具有广泛应用。本文将通过实例方式介绍任务驱动式教学法在Windows应用程序设计课程中的应用。论文首先提出随鼠标移动的动态多彩文字程序设计任务特性,以此为驱动介绍鼠标事件、鼠标位置、文字动态与彩色效果等Windows程序实现机制及技巧,最终编程实现此任务。实际教学效果表明此法能有效提高学生的应用程序设计能力。
语种：
中文
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基于计算思维的Linux系统编程课程教学知识体系探讨
作者：
唐小勇
期刊：
福建电脑 ,2018年34(1):179-179 ISSN：1673-2782
作者机构：
湖南农业大学信息科学技术学院 湖南 长沙410128
关键词：
课程知识体系;Linux系统编程;计算思维
摘要：
随着CPU多核处理器的应用普及,开发基于Linux操作系统的多线程及网络应用越来越成为高性能计算的重点,因而社会广泛需要精通Linux系统编程能力的人才。本文针对此需求,在Linux系统编程课程中引入计算思维能力培养,论述了融计算思维能力的课程知识体系。主要包括计算思维能力特征、Linux内核、Shell编程和C语言开发等知识。希能为培养学生的计算思维能力和提高学生Linux编程能力提供有益帮助。
语种：
中文
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《云计算与大数据》课程中虚拟化技术研讨式教学案例
作者：
唐小勇
期刊：
科技与创新 ,2017年(9):147 ISSN：2095-6835
作者机构：
湖南农业大学信息科学技术学院,湖南 长沙,410128
关键词：
研讨式教学法;虚拟化技术;网络技术;计算机技术
摘要：
《云计算与大数据》是计算机技术与网络技术发展融合的新课程，利用研讨式教学法进行教学有利于研究生对这种当下最新技术与理论的掌握。基于此，提出了一种针对虚拟化技术的教学案例，实际教学效果良好，有较好的借鉴意义。
语种：
中文
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计算思维驱动的Windows程序设计课程教学案例
作者：
唐小勇
期刊：
福建电脑 ,2017年33(5):178-178 ISSN：1673-2782
作者机构：
湖南农业大学信息科学技术学院 湖南 长沙 410128
关键词：
教学;Windows程序设计;计算思维
摘要：
Windows应用程序开发需调用Windows应用程序编程接口API所提供的复杂函数、 数据类型和数据结构,因Windows API本身的复杂性、抽象性和严谨的事件驱动编程逻辑,使得计算机专业本科生既需要又难以掌握.签此,本文通过计算思维导向的多彩字符串应用程序开发教学实例,讲解如何在教学中融入计算思维,希能为培养学生的计算思维能力提供有益帮助.
语种：
中文
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