郝萌科研成果

基本信息 科学研究 论文专著 学生培养 新建主栏目 基本信息 名称 郝萌，工学博士，哈尔滨工业大学讲师、硕士生导师。CCF高性能计算专业委员会执行委员，黑龙江省计算机学会网络专业委员会委员。主要从事高性能计算（HPC）、并行应用性能优化、并行系统能耗优化、网络空间安全等方面的研究。主持国家自然科学基金青年基金、国家重点研发计划项目子课题、CCF-华为胡杨林基金、中科曙光光合基金等项目4项，参与科技创新2030“新一代人工智能”重大项目、国家重点研发课题、国家自然科学重点基金等项目3项，在TPDS、JPDC等国内外学术期刊和会议发表论文10余篇，授权发明专利7项，HPC领域译著2部。 招生信息： 每年招收硕士研究生。如果你对并行计算、计算机系统、计算机体系结构、HPC+数据安全、HPC+人工智能感兴趣，请和我联系。 长期招收本科生进组，进行科研学习、毕业设计、科创竞赛（世界大学生超级计算机竞赛（ASC）、国产CPU并行应用挑战赛（CPC）、全国并行应用挑战赛（PAC）等） 联系方式：haomeng@hit.edu.cn 教育经历 名称 2014.09-2021.01 哈尔滨工业大学，网络空间安全，硕博连读，工学博士学位 2010.09-2014.07 哈尔滨工业大学，计算机科学与技术，本科，工学学士学位 工作经历 名称 2024.04-至今 哈尔滨工业大学，计算学部网络空间安全学院，硕士生导师 2021.04-至今 哈尔滨工业大学，计算学部网络空间安全学院，师资博士后、讲师 学术服务 名称 2021.10-至今 CCF高性能计算专业委员会（高专委），执行委员 HPCChina 2023，PC member (Algorithm and Performance) HP3C 2024，Technial Committee Member 审稿人： IEEE Transaction on Computers (IEEE TC)， IEEE Transaction on Vehicular Technology (IEEE TVT)， Journal of Systems Architecture (JSA)， Journal of Supercomputing (SUPE)， Soft Computing (SOOC)， International Journal of Intelligent Systems， 计算机科学 等。 奖项荣誉 名称 2024年，ASC世界大学生超级计算机竞赛，全球二等奖2项，指导教师 2023年，教育部产学合作协同育人项目华为优秀成果奖 2023年，教育部-华为“智能基座”奖教金 2022年，教育部产学合作协同育人项目优秀项目案例 2022年，教育部-华为“智能基座”产教融合协同育人基地优秀课件 2021年， “智能基座”华为云与计算先锋教师 2019年，哈尔滨工业大学“光熙”国际学术论坛，二等奖 2018年，博士研究生国家奖学金 2016年，全国并行应用挑战赛（PAC2016），优化铜奖（7/256） 研究方向 名称 1. 软硬件协同的智能应用性能优化 研究背景：随着数字化、信息化技术的发展，现有的网络空间安全应用如舆情分析、入侵检测、密码破译、多方安全计算等，对准确性和实时性要求更高，也与大数据、人工智能等领域技术结合的越发紧密，通常需要高性能计算系统为这类智能应用提供强大算力支持。将智能应用对异构计算系统尤其是国产计算系统进行适配，充分发挥异构算力、提高应用执行性能是亟待解决的问题。但是智能应用的全栈化、高维度参数配置和异构系统的复杂、多层次并行粒度为智能应用移植和性能优化带来了挑战。 研究内容：该研究方向围绕人工智能、大数据等智能应用在异构计算系统上执行的高性能需求，开展软硬件协同的全栈化参数调优和性能优化技术研究，将异构计算系统多层次并行硬件（多计算节点，多核CPU，GPU、DCU、FPGA等加速器）特征与应用算法相结合，在多方安全计算、同态加密、深度神经网络、图挖掘等方面进行算法设计、数据划分、通讯模式等的优化，提高智能应用执行效率，降低应用成本；研究面向不同异构架构与并行编程框架的性能模型自动构建和性能分析，融合并行编译技术和人工智能理论，挖掘智能应用的性能和可扩展性瓶颈，指导智能应用的高效移植和优化。 2. 大规模异构计算系统能耗优化 研究背景：随着国家“双碳”战略的提出，我国社会经济各行业的绿色发展转型势在必行。作为高性能计算系统算力使用的大户，人工智能在为社会各行业赋能的同时，其高耗能问题也引起了社会关注。如何实现人工智能等产业的低碳计算，如何在保障人工智能算力的同时降低异构高性能计算系统能耗、提高系统能效，已成为人工智能和高性能计算行业可持续发展的重要课题。 研究内容：该研究方向即面向国家“双碳”目标，围绕大模型等人工智能领域应用的大规模异构系统对绿色节能的迫切需求，开展适用于异构架构和功率约束场景的系统运行时多层次、智能化能耗管理和优化研究，在保持现有硬件架构的基础上深入挖掘人工智能应用软件层面系统能耗优化潜力；研究融合异构硬件特征与领域应用特征的能效感知参数搜索和优化方法，挖掘人工智能应用训练和推理性能瓶颈，提高系统资源利用率；融合多智能体和强化学习理论研究领域应用自适应的性能和能耗智能协同优化框架，在保障应用性能的同时降低系统能耗，最终提高人工智能应用系统的能源效率。 科研项目 名称 1. 面向异构HPC系统的运行时能效动态优化方法研究，国家自然科学基金青年基金，2023.01-2025.12，主持 2. 机密计算硬件加速、系统及示范应用，国家重点研发计划子课题，2023.12-2026.11，主持 3. 面向DCU的深度学习卷积运算移植和优化，中科曙光光合基金，2022.04-2023.03，主持 4. HPC程序运行时计算迭代特征识别和预测，CCF-华为胡杨林基金，2021.07-2022.06，主持 5. 基于强化学习的HPC系统运行时能效优化，师资博士后科研启动项目，校级科研启动项目，2021.09-2023.8，主持 6. 算力节点网际互联与传输技术，科技创新2030“新一代人工智能”重大项目，2022.12-2025.11，参与 7. 面向E级计算的能源勘探软件架构，国家重点研发计划高性能专项，2017.07-2021.06，参与 8. 嵌入式系统实时任务调度算法与可调度性分析理论研究，国家自然科学基金面上项目，2017.01-2020.12，参与 学术论文 名称 · [TSUSC] Yiming Wang, Meng Hao, Hui He, et al. DRLCap: Runtime GPU Frequency Capping with Deep Reinforcement Learning[J]. IEEE Transactions on Sustainable Computing, 2024. (SCI, 可持续计算领域IEEE Trans期刊) · [计算机科学] 郝萌,田雪洋,鲁刚钊,等.基于国产DCU异构平台的图匹配算法移植与优化[J].计算机科学, 2024. (CCF B, T2, 封面文章) · [TSUSC] Farui Wang, Meng Hao, Weizhe Zhang, et al. Model-Free GPU Online Energy Optimization[J]. IEEE Transactions on Sustainable Computing, 2023. (SCI, 可持续计算领域IEEE Trans期刊) · [TPDS] Yiming Wang, Weizhe Zhang, Meng Hao, Zheng Wang. Online Power Management for Multi-cores: A Reinforcement Learning Based Approach[J]. IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems, 2022, 33(4): 751-764.（CCF A, SCI, Top Journal, 高性能与并行计算领域顶级期刊） · [TPDS] Farui Wang, Weizhe Zhang, Shichao Lai, Meng Hao, Zheng Wang. Dynamic gpu energy optimization for machine learning training workloads[J]. IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems, 2022, 33(11): 2943-2954.（CCF A, SCI, Top Journal, 高性能与并行计算领域顶级期刊） · [TPDS] Meng Hao, Weizhe Zhang, Yiming Wang, Gangzhao Lu, Farui Wang, Athanasios V. Vasilakos. Fine-grained Powercap Allocation for Power-constrained Systems Based on Multi-objective Machine Learning[J]. IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems, 2021, 32(7): 1789-1801. （CCF A, SCI, Top Journal, 高性能与并行计算领域顶级期刊） · [SUPE] Farui Wang, Weizhe Zhang, Haonan Guo, Meng Hao, Gangzhao Lu, Zheng Wang. Automatic translation of data parallel programs for heterogeneous parallelism through OpenMP offloading[J]. The Journal of Supercomputing, 2021, 77(5): 4957-4987. （CCF C, SCI） · [JPDC] Meng Hao, Weizhe Zhang, You Zhang, Marc Snir, Laurence T. Yang. Automatic generation of benchmarks for I/O-intensive parallel applications[J]. Journal of Parallel and Distributed Computing, 2019, 124: 1-13. （CCF B, SCI） · [HPCC] Meng Hao, Weizhe Zhang, Laurence T. Yang. Profpred: A compiler-level ir based performance prediction framework for mpi industrial applications[C]//2019 IEEE 21st International Conference on High Performance Computing and Communications (HPCC). IEEE, 2019: 443-451. （CCF C） · [ISPA] Meng Hao, Weizhe Zhang, Yiming Wang, Dong Li, Wen Xia, Hao Wang, Chen Lou. Multi-Parameter Performance Modeling Based on Machine Learning with Basic Block Features[C]//2019 IEEE Intl Conf on Parallel & Distributed Processing with Applications (ISPA). IEEE, 2019: 316-323. （CCF C） · [CLUS] Weizhe Zhang, Meng Hao, Marc Snir. Predicting HPC parallel program performance based on LLVM compiler[J]. Cluster Computing, 2017, 20(2): 1179-1192 (SCI) · [SUPE] Weizhe Zhang, Meng Hao, Zhiyong Xu. Communication optimization for RDMA based science data transmission tools[J]. The Journal of Supercomputing, 2016, 72(9): 3312-3327. （CCF C, SCI） 专著译著 名称 1. 郝萌, 张伟哲, 何慧, 等译. 高性能并行运行时系统: 设计和实现. 机械工业出版社, 2023.12. 2. 张伟哲, 郝萌, 鲁刚钊, 等译. 基于MPI的大数据高性能计算导论. 机械工业出版社, 2018.07. 招生信息 名称 1. 每年招收硕士研究生。如果你对并行计算、计算机系统、计算机体系结构、HPC+数据安全、HPC+人工智能感兴趣，请和我联系。 2. 长期招收本科生进组，进行科研学习、毕业设计、科创竞赛（世界大学生超级计算机竞赛（ASC）、国产CPU并行应用挑战赛（CPC）、全国并行应用挑战赛（PAC）等） 联系方式：haomeng@hit.edu.cn 讲授课程 名称 承担课程：《并行计算》、《程序设计思维与实践》、《C++语言程序设计》等。 1. 《并行计算》，32学时 课程简介：随着多核处理器和高性能计算系统的发展，并行计算已经成为计算机科学与工程领域的必要基础之一。本课程介绍并行计算的理论、概念和技术，讨论并行计算机系统结构、并行算法和并行编程方法。主要内容包括：并行计算机的发展和分类，并行程序设计基础，OpenMP、MPI和CUDA等并行编程，并行程序性能分析和优化等。目标是使学生了解并行计算机的系统结构特征和并行计算的基本原理，掌握并行算法的设计、分析和编程实现方法，培养面向高性能计算系统的并行程序设计和优化人才。 2. 《程序设计思维与实践》，64学时 课程简介：本课程是面向未来技术学院开设的计算机专业素养课和软件设计基础课。课程以学生掌握C语言语法和编程技术为基本要求，以在待求解问题域中建立数据思维、计算思维为培养目标；教学内容主要涵盖计算机基础、程序设计语言、面向任务的数据抽象与操作等内容，教学环节既包含为熟练驾驭计算机进行问题求解必备的程序设计思想、数据操作算法化及代码化等思维训练，设置了编程训练和实践环节。使学生在多工科专业领域知识结构构建过程中具备客观数据的计算机抽象描述能力、经典算法实现与分析能力、程序设计与调试能力、处理和分析数据的能力以及熟练运用程序开发工具的能力。 ASC世界大学生超级计算机竞赛 名称 竞赛介绍：ASC世界大学生超级计算机竞赛（ASC Student Supercomputer Challenge）由中国发起组织，并得到亚洲及欧美相关专家和机构支持，旨在通过大赛平台推动各国及地区间超算青年人才交流和培养，提升超算应用水平和研发能力,发挥超算的科技驱动力，促进科技与产业创新。ASC超算大赛迄今已举行十余届，吸引来自全球六大洲上万名大学生报名参赛，是全球最大规模的大学生超算竞赛。竞赛官网： http://www.asc-events.net/StudentChallenge/index.html 竞赛成绩： ASC2024，全球二等奖，参赛学生：于宏扬、欧阳琨、苗钰卓、于子轩、李卓伦，指导教师：郝萌 ASC2024，全球二等奖，参赛学生：米亚鹏、徐浩铭、曹家炜、王艺璟、胡柏瑞，指导教师：郝萌