POM:一个MPI程序的进程优化映射工具

现代超级计算机具有越来越多的计算结点,同时结点内具有多个处理器核。由于互联带宽的差异,结点间与结点内构成两个通信性能不同的通信层次,后者的通信性能好于前者。但是,目前MPI程序的默认进程映射未考虑该通信层次差异,无法利用结点内较好的通信带宽,严重束缚了超级计算机的性能发挥。针对该问题,本文设计实现了能利用层次通信差异的MPI程序自动进程优化映射工具POM,提供了高效、低开销获取MPI程序通信信息的方法,最终通过优化通信在通信层次上的分布提高了程序的通信效率,从而提高了应用程序的性能。本文解决了硬件平台通信层次的抽象、MPI程序通信信息的低开销获取与映射方案的计算三个问题。首先,按照通信能力差异将超级计算机结构抽象为高速互联的不同计算结点与相同结点上的多个处理器核两层。其次,提出了将集合通信转化成点到点通信的简单实现方法。最后,利用无向加权边图来表示MPI程序的进程间通信关系,将MPI程序的进程映射问题转化为图划分问题。在曙光5000A和曙光4000A上的实验结果表明,利用POM工具能够显著提高MPI程序的性能。     

面向SoC的系统级并行划分方法

为缩短复杂SoC系统的设计周期,降低系统设计的复杂性,提出了一种SoC系统级的并行划分方法.引入带有信号激活率和输入输出延时的过程模型图,为SoC系统构建模型.设计一启发式算法对该过程模型图进行并行划分,同时,该算法能解决有环图的划分问题.通过大量的实验证明,划分结果同要求吻合,说明该划分方法是可行、有效的.     

分点:无结构对等网络的拓扑关键点

虽然对等网络中的结点在功能上互相平等,但其中某些结点对于覆盖网拓扑却有重要意义.提出了分点概念来描述对等网络的拓扑关键点,这些结点的失效很可能导致覆盖网的分割.设计了一套简单、有效、分布式的分点检测和避免方法.模拟实验的结果表明,该方法可以优化覆盖网拓扑结构,并显著地提高无结构对等网络在动态环境下的容错性.     

基于P2P的Web搜索技术

Web搜索引擎已经成为人们从海量Web信息中快速找到所需信息的重要工具,随着Web数据量的爆炸性增长,传统的集中式搜索引擎已经越来越不能满足人们不断增长的信息获取需求.随着对等网络(peer-to-peer,简称P2P)技术的快速发展,人们提出了基于P2P的Web搜索技术并迅速成为研究热点.研究的目的是对现有的基于P2P的Web搜索技术进行总结,以期为进一步研究指明方向.首先分析了基于P2P的Web搜索面临的诸多挑战;然后重点总结分析了基于P2P的Web搜索的各项关键技术的研究现状,包括系统拓扑结构、数据存放策略、查询路由机制、索引切分策略、数据集选择、相关性排序、网页收集方法等;最后对已有的3个较有特色的基于P2P的Web搜索原型系统进行了介绍.     

基于积分二次约束时滞不确定系统的H∞可靠性控制

把基于积分二次约束H∞可靠性控制方法引入状态与时滞不确定系统。通过LMI方法导出无扰动时滞系统具有二次约束H∞可靠性控制的时滞依赖标准,降低有关判定系统鲁棒稳定性条件的保守性。通过推导获得参数与时滞不确定系统的时滞依赖标准。通过数例说明所得结论。     

网络化控制性能与带宽调度协调优化设计及其仿真

基于网络化控制系统是具有延迟约束的实时系统,首先建立了保证网络控制性能的延迟约束模型,以此为基础提出满足上述延迟约束的带宽调度策略,以兼顾控制系统控制性能和网络系统服务质量;利用时间需求分析,给出在该策略下的周期、偶发与非周期等３种网络数据的可调度条件及延迟估计的算法,给出调度策略与保证网络控制性能的协调优化设计方法;最后提出一种控制系统与网络调度的集成仿真平台,并举例说明了策略的有效性．     

运动载体的惯性／天文导航系统仿真研究

对惯性/天文组合导航系统在运动载体上的应用进行了研究.在分析天文导航系统测姿原理的基础上,建立了组合导航系统的数学模型,介绍了一种姿态角误差转换矩阵的求取方式,针对运动载体姿态相对变化较快而存在的输出延迟问题,研究一种在采用卡尔曼滤波进行信息融合过程中,进行延迟误差补偿的数据处理方法.基于建立的数学模型,运用卡尔曼滤波方法对延迟补偿前后的系统进行了仿真比较,仿真结果表明文中所设计算法可以较好地满足运动载体的定姿定位要求.     

光纤通道交换机F端口功能模型研究

要研究并设计出高性能的光纤通道（FC）交换机,首先要对其功能有准确的定位。本文从FC交换机中最基本、最简单的F端口入手,根据交换机对不同类型的数据所采取的处理方式,对FC-FS协议进行了功能上的划分,从中提取出F端口在协议处理过程中需要完成的功能,进行了全面分析,并建立了行为级模型。     

基于复小波变换的遥感图像并行融合算法

随着遥感技术的快速发展,多源遥感图像的快速融合成为很多遥感任务的关键处理步骤。为了加速遥感图像的融合处理过程,本文首先提出了一种新的基于双树复小波变换的并行融合算法（PACWT）。算法中综合运用了数据分布、并行数据处理和负载均衡技术,以克服单机处理在计算能力和存储器空间上的限制;针对基于CWT的图像融合处理的计
计算特点,设计了一种可有效避免计算过程中数据通信的冗余划分方法。然后,从理论上分析了算法在时间和空间两方面的性能。最后,通过实验分析了算法在32-CPU的Cluster系统上的实际性能。结果表明,本文提出的算法具有良好的可扩展性,在数据量较大时可获得良好的加速比和并行效率。