高速缓存优化的并行连接算法

由于嵌套循环连接操作过程中存在较大的高速缓存缺失,严重影响了连接查询的性能.提出了一种基于缓冲的高速缓存参数无关的嵌套循环并行连接算法.通过高速缓存参数无关和缓冲技术,提高了连接算法的空间局部性和时间局部性.理论分析和实验结果表明,高速缓存优化后的串行连接算法的性能是原来的2倍,其并行算法效果近似线性加速比.     

一种基于介质加载的地球覆盖波束天线设计

地球覆盖波束天线为低轨卫星与地面终端之间的数据传输建立了通道,文中研究了一种新型的介质 加载地球覆盖波束天线。基于介质加载的方法,文中提出了一种圆极化地球覆盖波束天线设计,该天线由馈电网 络、馈源和介质三部分组成,介质包括底部圆柱部分和顶部半球部分,馈源集成于介质内部。设计的地球覆盖波束 天线工作在C 波段,轴向0°~64°范围内增益在0 dBic 以上,40°方向增益为5. 2 dBic。天线尺寸紧凑,辐射波束具有 较好的空间截止特性,可满足立方星应用。     

一类非张量积区域快速傅立叶变换算法在匡产并行机上的可扩展性测试

本文给出了一类基于六边形非张量积区域上的广义离散快速傅立叶变换算法（HFFT）以及它在国产百万亿次超级计算机（曙光5000A）上的测试运行情况．文章介绍了该算法在曙光5000A上的大规模集群测试加速比和可扩展性特性,并通过分析,说明HFFT在国产超级计算机的大规模并行环境下拥有良好的可扩展性．在使用8192个处理器核的情况下,HFFT加速比达到了277倍．我们同样对FFTw软件包进行了测试．本文的分析为解决其他科学计算程序在国产百万亿次规模集群上的可扩展性问题,提供了一些先行的参考和建议．     

基于延迟隐藏因子的GPU 计算模型

近年来在生物计算,科学计算等领域成功地应用了GPU 加速计算并获得了较高加速比.然而在GPU 上编程和调优过程非常繁琐,为此,研究人员提出了许多提高编程效率的编程模型和编译器,以及指导程序优化的计算模型,在一定程度上简化了GPU上的算法设计和优化,但是已有工作都存在一些不足.针对GPU低延迟高带宽的特性,提出了基于延迟隐藏因子的GPU 计算模型,模型提取算法隐藏延迟的能力,以指导算法优化.利用3 种矩阵乘算法进行实测与模型预测,实验结果表明,在简化模型的情况下,平均误差率为0.19.     

并行计算模型参数动态分析软件包设计

并行计算模型的发展引入越来越多的模型参数。对并行计算模型参数动态采集分析软件包DEMPAT的整体框架进行研究,实现基于硬件性能计数器的存储层次参数采集模块。实验表明,该模块能够准确快速地获取存储层次参数且具有较好的可移植性。     

基于OpenCL的图像积分图算法优化研究

图像积分图算法在快速特征检测中有着广泛的应用,通过GPU对其进行性能加速有着重要的现实意义。然而由于GPU硬件架构的复杂性和不同硬件体系架构间的差异性,完成图像积分图算法在GPU上的优化,进而实现不同GPU平台间的性能移植是一件非常困难的工作。在分析不同CPU平台底层硬件架构的基础上,从片外访存带宽利用率、计算资源利用率和数据本地化等多个角度考察了不同优化方法在不同GPU硬件平台上对性能的影响。并在此基础上实现了基于OpenCL的图像积分图算法。实验结果表明,优化后的算法在AMD和NVIDIA CPU上分别取得了11.26和12.38倍的性能加速,优化后的GPU kernel比NVIDIA NPP库中的相应函数也分别取得了55.01%和65.17%的性能提升。验证了提出的优化方法的有效性和性能可移植性。     

基于MPI和CUDA的蛋白质定量软件的设计和分析

介绍了蛋白质定量软件的设计及测试结果,分析结果表明:P-QuantWiz软件在曙光600。的Intel集群部分,测试规模达到2048核,在256核加速比仍在增加。相对P-QuantWiz软件在单CPU运行的结果,PG-QuantWiz软件在单CPU运行的加速比为8.1,在16个GPU上运行的加速比为14.18,并行效率为89%。     

并行计算通信库测试方法研究及实践

并行计算通信库的测试在并行计算系统中起着重要的作用.对通信库的测试一般都是通过设计一些测试程序对库的各个或几个部分分别进行单独隔离测试.但是有许多库中的错误用这种隔离测试方法测不出来,只有当库的多个部分以某种复杂的、有机的方式组合运行时才会暴露出来.而这种复杂的、有机的组合方式,从设计库的测试角度看很难形成.提出两种新的测试方法,根据通信库结构的分层特性,利用可移植的上层库的测试程序来测试下层库.上层库的测试程序也可看做是下层库的应用程序,但与一般的下层库应用程序不同,它几乎覆盖了下层库的各个部分,且有机地将它们组合起来,运行时形成某种复杂的形态,而仅用下层库的测试程序往往达不到这种形态.这样,逃过下层库测试程序的错误就可能暴露出来.     

容差网络故障的区间诊断法

研究含有容差网络的故障诊断,是实际工程网络中迫切需要解决的课题。它是模拟电路故障诊断方法和理论走向实际应用的关键一步。本文把区间数学分析法作为容差网络故障诊断的工具,以其把故障诊断理论应用于实践。     

数值计算程序的存储复杂性分析

由于越来越多的技术用于缩小处理器与存储器之间的日益加大的速度差距,计算机的存储系统变得日趋复杂．现在,任何一个程序设计者,尤其是数值计算程序的设计者,若不考虑其所用计算平台存储系统的特点是很难获取高性能的．因此公用传统的算法评价方法,从时间复杂性和空间复杂性着手来解释一个算法的不同实现在同一计算平台上很大的性能差异,显然是不够的．计算平台存储系统的特点必须在分析算法的复杂性时加以考虑．孙家昶１９９