使用流SIMD扩展技术的快速多字符串匹配

"Fast Multiple String Matching Using Streaming SIMD Extensions Technology - 2013 (psc13p08_presentation)-计算机科学" 这篇论文探讨了一种高效的方法，即使用Streaming SIMD Extensions (SSE) 技术进行多模式字符串匹配。SSE是Intel处理器的一种扩展指令集，用于加速浮点和整数运算，特别适用于处理并行数据，如在大量文本数据中搜索多个模式。 在计算机科学中，字符串匹配是一个基础且关键的问题，特别是在文本分析、生物信息学、网络安全等领域。文中提到的“Multiple Exact String Matching”任务是寻找一个文本（Text T）中所有精确匹配给定模式集合（Pattern set P）的子串。文本T由字符序列构成，而模式集合P包含r个模式，每个模式Pj有自己的长度mj。 该方法的目标是设计算法，能够快速地在文本T中找到所有模式Pj的精确匹配位置。一个模式Pj在文本T中的精确匹配是指存在一个索引i，使得从位置i到i+mj-1的子串与模式Pj完全相同。 论文的动机在于解决实际应用中的挑战，例如在计算基因组学中，通过比较样本的DNA序列（文本T）来查找感兴趣的模式（模式集合P）。此外，网络入侵检测和反病毒软件也需要这种技术来检测预定义的有害模式，如恶意代码片段或病毒。在近似字符串匹配中，这种方法也可以作为过滤器使用，帮助减少后续计算的复杂性。 SSE技术的利用在于其并行处理能力，可以同时处理多个字符，显著提升字符串匹配的速度。通过巧妙地设计算法，将SSE指令应用于字符串比较，可以在单个处理器周期内处理多个数据元素，从而提高整体性能。论文可能详细介绍了如何构建这样的算法，包括数据结构优化、内存访问策略以及如何有效地利用SSE指令集来并行化字符串匹配过程。 这篇研究为提高大规模文本数据的多模式字符串匹配效率提供了一个基于硬件扩展的新方案，对于那些需要快速处理大量文本和模式的数据密集型应用具有重要意义。