双域可重构CIOS模乘器的研究与设计

为提高ECC处理器中模乘的运算速度,并支持长度可重构的双域(素域和二元域)模乘计算,分析了CIOS模乘算法的并行性,提出了适用于硬件并行加速的双参数CIOS算法,设计了6级流水线以及多字数据并行运算的模乘硬件电路,可实现1 152位以内任意长度的双域模乘运算。在CMOS 0.18 μm工艺库下综合并布局布线,电路最大时钟频率为238 MHz。与其他文献的运算时间相比,160～1 024位模乘运算时间减少了17%～40%。     

基于OpenMP的并行空间电磁分布计算

获得空间电磁场场强分布是电磁频谱管理的重要任务之一,研究如何提高其计算性能以适应快速变化的空间电磁环境具有重要的意义。OpenMP(Open Multi Processing)是一种简单快速提高计算效率的方式,它有助于CPU多核资源被充分利用。提出了一种基于Open MP的并行获得空间电磁场场强分布方法,通过合理分析计算过程,设计相应并行方案,使得设计的并行算法适合CPU多核处理方式,并行度高。大量实验结果表明,该并行算法明显提高了计算效率,且具有高可扩展性。     

基于GPU 的PCM/FM 信号非相干鉴频解调算法

面向未来任务日益多样化,试验环境日趋复杂化,传统基于FPGA 的脉冲编码调制/调频(pulse code modulation/frequency modulation,PCM/FM)遥测系统存在软硬件紧耦合、研发周期长、升级维护困难等缺点,无法 满足未来遥测系统大规模部署对弹性、灵活和敏捷的需求。针对以上问题,设计基于GPU 的PCM/FM 信号非相干 鉴频解调实现方法。根据算法原理和GPU 并行方法设计出基于GPU 的并行解调实现方法,分别从并行数字下变频、 并行FIR 滤波和并行差分鉴频3 部分分析具体模块的并行化实现方法。实验结果表明：在码速率为10 Mbps、每处 理1 s 数据的条件下,基于GPU 的非相干鉴频过程消耗的时间约为426.867 ms,满足解调的实时性要求;解调增益 稍优于传统基于FPGA 的PCM/FM 遥测基带,有约0.1 dB 的解调增益。     

一种近似最小有效瓶颈优先的Coflow调度机制

针对先验知识未知场景下的Coflow调度问题,提出一种近似最小有效瓶颈优先的Coflow调度方法。通过结合Coflow当前大小和宽度决定Coflow的调度顺序,并区分出流大小以及短与长等特征的Coflow,从而加大调度优化的空间。实验结果表明,与先验知识未知场景下的Aalo方法相比,该方法可使Coflow的平均完成时间降低33.2%,相较于先验知识已知场景下的SEBF方法,Coflow平均完成时间与其仅有7.3%的性能差距。     

Hadoop平台下新型图像并行处理模型设计

Hadoop在处理海量小图像数据时，存在输入分片过多以及海量小图像存储问题。针对这些问题，不同于采用HIPI、SequenceFile等方法，提出了一个新型图像并行处理模型。利用Hadoop适合处理纯文本数据的特性，本模型使用存储了图像路径的文本文件替换图像数据作为输入，不需要设计图像数据类型。在Map阶段直接完成图像的读取、处理、存储过程。为了简化图像处理算法，将OpenCV和Map函数结合并设计了对应的存储方法，实现小图像文件的存储。实验表明，在Hadoop分布式系统平台下，模型不论在小数据量还是在大数据量的测试数据环境中，都具有良好的吞吐性能和稳定性。     

认知负荷理论指导下的并行计算实验教学探究

在认知负荷理论的指导下,从教学内容、教学材料、教学方法等方面进行探讨,阐述如何通过降低学生学习中的内在认知负荷和外在认知负荷,提高关联认知负荷,以激发学生的学习兴趣,进而掌握并行计算的基本方法,具备思维能力,为提高并行计算课程的教学质量提供新路径。     

基于 MPI ＋OpenMP 的红外弱小目标检测并行计算

为有效监控红外弱小目标运动的全过程，必须采用多个波段同时探测，但是多波段探测必然带来计算时间的大幅增长，无法满足实际应用中对目标检测实时性的要求。针对这一问题，本文提出一种基于MPI＋OpenMP的层次化并行方法，充分利用消息传递模型和共享存储模型的优势，并基于多处理器节点集群进行测试。实验结果表明，该并行程序在保证相同的检测概率的情况下加速比达到8．61，极大地提高了目标检测的效率。