宁夏汉延渠灌区灌溉水利用系数测算分析与评价

农田灌溉水利用系数表示从水源引水被农作物吸收利用的过程,是反应灌区灌溉用水效率的一项指标。本文以汉延渠灌区为例,综合考虑宁夏的气候环境、土壤类型、灌溉制度及作物种植结构等因素,选取典型渠段和样点灌区,分别采用"连乘法"和"首尾法"计算宁夏汉延渠灌区2018—2019年的灌溉水利用系数,并对其进行对比分析评价,从而确定灌区适宜的计算方法。     

基于B-样条曲线的线缆变形仿真

线缆变形仿真是线缆辅助设计和维修过程仿真需要解决的核心问题,也是目前虚拟现实技术研究的热点之一。B-样条曲线是计算几何学的重要理论成果,已经广泛应用于计算机辅助设计。本文首先对B-样条函数的概念进行了简单介绍,分析了用三次开放B-样条曲线进行线缆变形仿真的优越性;然后将全局能量优化方法与高度坐标置零法结合求解曲线控制点的坐标,建立关于已知两端点位置和通过指定点的线缆模型;用Lagrange乘子法建立指定点有切矢约束的线缆模型。这种方法描述的是处于平衡状态的线缆变形,计算量小,模型逼真,而且形状控制方便,能够实现线缆布线指导和维修过程仿真。     

基于CUDA编程模型的稀疏对角矩阵向量乘优化

稀疏矩阵向量乘是很多科学计算问题中的核心问题。本文针对稀疏对角矩阵,在DIA存储格式的基础上,设计了一种新型压缩存储格式CDIA,结合CUDA编程模型的特点,在计算线程上进行了细粒度的任务分配,同时为满足CUDA对存储器的合并访问要求,将压缩矩阵做了相应的转置处理,设计了细粒度算法与程序,并根据稀疏矩阵向量乘特点,做了相应的程序优化。实验数据显示,这种存储格式能够很好地发挥CUDA在数据处理方面的优势,在测试数据中,最高获得了单精度39.6Gflop/s和双精度19.6Gflop/s的浮点计算性能,性能在Nathan Bell和Michael Garland的基础上分别提高了7.6%和17.4%。     

GF(p)上椭圆曲线密码的并行基点选取算法研究*

提出一种GF(p)上椭圆曲线密码系统的并行基点选取算法,该算法由并行随机点产生算法和并行基点判断算法两个子算法组成,给出了算法性能的理论分析和实验结果.结果表明:各并行处理器单元具有较好的负载均衡特性;当执行并行基点判断算法,其标量乘的点加计算时间是点倍数计算时间的三倍时,算法的并行效率可达90%.因此该算法可用于椭圆曲线密码(Elliptic Curve Cryptography,ECC)中基点的快速选取,从而提高ECC的加/解密速度.     

BiELL: A bisection ELLPACK-based storage format for optimizing SpMV on GPUs

Sparse matrix–vector multiplication (SpMV) is one of the most important high level operations for basic linear algebra. Nowadays, the GPU has evolved into a highly parallel coprocessor which is suited to compute-intensive, highly parallel computation. Achieving high performance of SpMV on GPUs is relatively challenging, especially when the matrix has no specific structure. For these general sparse matrices, a new data structure based on the bisection ELLPACK format, BiELL, is designed to realize the load balance better, and thus improve the performance of the SpMV. Besides, based on the same idea of JAD format, the BiJAD format can be obtained. Experimental results on various matrices show that the BiELL and BiJAD formats perform better than other similar formats, especially when the number of non-zero elements per row varies a lot.     

Spline-based meshfree method with extended basis

In this work, an extension has been performed on the analysis basis of spline-based meshfree method (SBMFM) to stabilize its solution. The potential weakness of the SBMFM is its numerical instability from using regular grid background mesh. That is, if an extremely small trimmed element is produced by the trimming curves that represent boundaries of the analysis domain, it can induce an excessively large condition number in global system matrix. To resolve the instability problem, the extension technique of the weighted extended B-spline (WEB-spline) is implemented in the SBMFM. The basis functions with very small trimmed supports are extrapolated by neighboring basis functions with some special scheme so that those basis functions can be condensed in the solution process. In order to impose essential boundary conditions in the SBMFM with extended basis, Nitsche's method is implemented. Using numerical examples, the presented SBMFM with extended basis is shown to be valid and effective. Moreover, the condition number of the system is well-managed guaranteeing the stability of the numerical analysis.     

基于空间加权互信息的非刚性医学图像配准

互信息作为相似性测度标准在医学图像配准领域应用广泛,尤其是在刚性配准研究中,能实现较高配准精度和非常稳健的配准效果。然而由于非线性形变的复杂性,在非刚性配准领域,对基于互信息的配准方法进行深入研究势在必行。提出的方案采用基于B样条的自由变换模型模拟医学图像中解剖结构的非线性形变,同时根据变换模型,考虑空间信息对配准效果的影响,以空间加权的方式对互信息方法进行改进。使用对大规模参数优化效果较好的LBFGS方法对配准参数进行优化,编程实现程序,并通过实验对效果进行验证和分析。实验结果显示,该方案配准精度明显优于传统的互信息方法。     

半参数广义线性模型惩罚似然估计的几个性质

本文在给出了半参数广义线性模型惩罚似然估计及惩罚准似然估计的基础上,得到了下面几个性质:(Ⅰ)极小惩罚似然估计及惩罚准似然估计等价于惩罚加权最小二乘估计;(Ⅱ)估计的收敛性及加速收敛法;(Ⅲ)估计的一种 Bayes 解释。     

Edwards曲线快速标量乘算法研究

标量乘法是椭圆曲线密码算法中最核心的运算,其运算速度影响着整个密码体制的实现效率。首先,详细地介绍了Edwards曲线的基本概念。其次,为了提高标量乘法的运算速度,针对椭圆曲线标量乘算法进行了研究,引入了一种可以用来计算连续倍点2◢△mP◣的算法CDA。为了提高CDA的计算效率,提出了将标量◢k◣表示为4-NNAF形式以减少◢k◣的长度,再结合CDA计算标量乘法可以有效地减少运算量。最后根据算法的运算量分析和具体例子得出,减少标量◢k◣长度后的计算效率提高了13%以上。为了进一步加快运算速度,又提出了对CDA中乘法运算和模逆运算采用并行结构来减少标量乘法的运算次数。计算结果表明,并行后的计算效率提高了36%以上。