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HCDL：基於CPU/GPU協同合作架構之字串比對演算法

為了解決amd內顯獨顯切換的問題，作者林沂珊 這樣論述：

字串比對演算法(pattern matching algorithm, PMA)為一項搜尋演算法，能找出特定內容(patterns)是否包含在資料字串(data string)內之技術。字串比對演算法於電腦科學與生物資訊等諸多領域中扮演著重要的角色。其中，以網路安全為例，字串比對演算法可以被應用在網路封包內容(payload)檢查、下載檔案內容檢查等用途。近年來因網路的快速發展，安全方面的重要性與日俱增，如市面上產品之桌上型電腦、筆記型電腦與行動電話等，也逐漸需要這樣的檢測功能以強化網路安全。這些產品裝置具備了多核心通用處理器之運算單元，因此以軟體開發字串比對演算法，為一項可行的解決方案，具

備了低成本且易撰寫程式與可彈性開發的優勢。目前最常見如採用中央處理器(CPU)或是通用圖形處理器(GPGPU, GPU)來執行字串比對演算法。本研究提出「HCDL：基於CPU/GPU協同合作架構之字串比對演算法」，對應因單獨採用CPU執行已無法滿足速度需求且運算能力未完整發揮、以及單獨採用GPU執行產生的額外時間成本進而限制整體效能之二大問題。HCDL包含了四大部份：(1)複合式中央處理器/圖形處理器字串比對演算法(Hybrid CPU/GPU PMA)，此為HCDL內部的基底元件，其運作方式為CPU對於外部輸入之資料字串流先行做快速前置過濾的處理，並將可能包含有害內容的資料字串送至GPU進行

完整比對。本研究設計之演算法與資料結構，使得CPU可進行足夠快速的前置過濾，大幅減少需送至GPU進行完整字串比對的資料字串數量，進而平衡因為傳輸大量資料至GPU須花費的過量額外時間成本，提升比對之整體效能；(2)基於能力之選項(Capability-based Option)，此為HCDL內部用於輔助基底之子元件之一，針對各種產品具不同配備規格的狀況，採用此元件能對於目標產品中的CPU與GPU的能力(處理字串速度)進行事先的測定。於檢測資料字串時，基於測定結果進行處理方式之切換(是否啟動CPU前置過濾之切換)，以達可配合不同產品設備之需求；(3)動態反應之選項 (Dynamic-reacted

Option)，亦為HCDL內部用於輔助基底子元件之一，相對於基於能力之選項處理切換為固定的設計，採用此元件能將處理切換轉為動態運作，根據感測當下接收資料字串流的狀況，以達更加適當的處理模式切換，進而補足處理效能；(4)長度界定之選項 (Length-bounded Option)，也是HCDL內部用於輔助基底子元件之一，採用此選項元件能對於不同的輸入資料字串長度，進行適當的檢測方式分配(決定該資料字串先送至CPU前置過濾或直接在GPU完整比對)，改善因資料字串長度不一而影響整體處理效能之問題，達到更佳的處理效能。在此論文中，本研究以檢查網路封包內容為應用案例，評估此HCDL之效能。實驗結果

顯示HCDL執行之CPU/GPU的協同合作是有效的，優於CPU與GPU單獨執行之效能。此外，藉由HCDL內部的四項元件設計，使得HCDL在各種不同的狀況下能維持較好的效能。

應用IED群組設定功能於微電網故障後重構之保護管理系統

為了解決amd內顯獨顯切換的問題，作者鐘心勇 這樣論述：

　　微電網內包含諸多分散式電源、儲能設備及負載，使電力潮流或故障電流不為固定方向，此外，併網模式及孤島模式下之故障電流差異及分散式電源間歇式發電特性等因素，使傳統過電流保護方式已無法滿足微電網之需求。　　本文針對拓撲架構無環狀網路之微電網系統，提出一套以智慧型電子裝置(IED)、IEC 61850通訊協定及SCADA監控平台為基礎之微電網保護管理系統(PMS)，保護方面利用IED將量測之電壓、電流及開關狀態等運轉資訊回傳至SCADA，PMS透過拓撲分析及回傳資訊計算IED方向性過電流保護設定值並選擇對應之保護群組，使PMS具備隨微電網運轉狀態改變而自我調適之能力；協調方面利用IED邏輯規劃及

IEC 61850定義之GOOSE機制，於IED間傳遞跳脫訊號及閉鎖訊號，以極小化故障清除時間與隔離空間。　　本文以核研所微電網作為模擬系統，並利用ETAP電力系統分析軟體建立微電網系統模型，模擬不同運轉情境下PMS之自我調適能力，模擬結果顯示PMS於不同運轉情境下，皆可計算出適當之保護設定值並切換至IED對應保護群組，滿足微電網保護之目的。