PDES中乐观时间同步的时空损耗研究

并行离散事件仿真对复杂大规模动态系统的研究以及探索其长远的应用提供了便利,近年来日益成为研究的热点。然而时间同步管理是影响并行离散事件仿真系统高效运行的重要因素之一。乐观的同步是采用检测和回退机制,允许逻辑进程积极的处理本地事件。一旦出现同步错误则利用回退机制从错误中恢复到较早状态,然后再恢复执行。这一切都是通过基于检查点状态保存重建机制来实现的,因而状态保存及状态重建必然伴随着时间和空间的损耗。该文深入研究了在乐观同步机制下,仿真执行时间和内存空间的损耗与检查点间隔之间的关系,并通过推理计算给出了检查点间隔的最优取值范围。     

基于乐观策略的并行离散事件模拟研究

并行离散事件模拟（PDES）又称分布式模拟,通过将一个离散事件模拟程序在多个处理器上并行执行来提高模拟性能。乐观策略在解决并行模拟中各模拟部分之间的同步关系时具有较好的性能。介绍了基于乐观策略的并行离散事件模拟的原理,讨论了存在的问题,并给出相应的解决方法。     

面向GPU并行编程的线程同步综述

并行计算已成为主流趋势. 在并行计算系统中, 同步是关键设计之一, 对硬件性能的充分利用至关重要. 近年来, GPU (graphic processing unit, 图形处理器)作为应用最为广加速器得到了快速发展, 众多应用也对GPU线程同步提出更高要求. 然而, 现有GPU系统却难以高效地支持真实应用中复杂的线程同步. 研究者虽然提出了很多支持GPU线程同步的方法并取得了较大进展, 但GPU独特的体系结构及并行模式导致GPU线程同步的研究仍然面临很多挑战. 根据不同的线程同步目的和粒度对GPU并行编程中的线程同步进行分类. 在此基础上, 围绕GPU线程同步的表达和执行, 首先分析总结GPU线程同步存在的难以高效表达、错误频发、执行效率低的关键问题及挑战; 而后依据不同的GPU线程同步粒度, 从线程同步表达方法和性能优化方法两个方面入手, 介绍近年来学术界和产业界对GPU线程竞争同步及合作同步的研究, 对现有研究方法进行分析与总结. 最后, 指出GPU线程同步未来的研究趋势和发展前景, 并给出可能的研究思路, 从而为该领域的研究人员提供参考.     

两种路障同步变量并行访问策略及性能分析

路障同步（Ｂａｒｉｅｒ）是一种应用于数据并行计算和共享存储器结构的同步技术。由于多个进程对同步变量的访问将可能造成运行结束时间的滞后和内存带宽的竞争。本文提出了一种多级处理策略和类二进制指数后退延时策略以试图解决内存访问竞争和运行时间滞后问题。分析和比较结果表明，所提出的策略的访问次数复杂度分别为Ｏ（ｎ１ｇｎ）和Ｏ（ｎ），并具有较好的完成时间。     

基于PVM的C++对象分布并行机制的初步研究

对象具有内在的并行性.将面向对象程序设计与分布并行处理相结合,可产生既具有面向对象特征,又充分利用资源,还可缩短作业运行时间的对象分布并行系统.提出了一种基于PVM(parallelvirtualmachine)的C++对象的分布并行机制.该机制以协议和pvmlib作了向后兼容扩充的PVM系统为对象分布并行支撑;用预处理器将用户作业的并行类分离,并派遣到(PVM)系统中的目标机进行异地编译、加载执行;通过把并行类映射为PVM任务,请求对象消息映射为请求PVM任务消息来实现并行类对象的分布并行.实验结果表明,此对象分布并行机制(当问题规模达到一定程度时)可提高系统资源利用率和程序运行效率,并能简化PVM应用编程.     

乐观策略下并行离散事件仿真动态负载划分优化算法

动态负载划分是提高并行离散事件仿真运行性能的有效途径之一.现有研究往往孤立地考虑计算负载平衡和通信负载优化,使得复杂应用背景下整体性能低下.论文综合考虑仿真模型计算负载和交互模式,提出了一个基于带权重无向图有限容量k划分问题的并行离散事件仿真负载划分模型,并配合一套通用的仿真运行性能度量方法,提出了一个基于顶点交换的启发式局部搜索近似划分算法,实现了在计算负载平衡的前提下系统通信负载最优化,其近似解与全局最优解比值不小于(1-1/|N|)(1-ε).实验证明了该动态负载划分算法的有效性和实用性.     

保守时间窗同步策略的研究与实现

为推进并行离散事件仿真技术在复杂制造仿真系统中的应用,提高仿真效率,针对制造系统仿真模型,研究和实现了一种基于时间窗的受限滞后保守同步策略。阐明了策略的思想,具体分析了策略中距离矩阵、关联矩阵、时钟推进等关键要素,给出了策略的实现流程。实践表明了该同步策略具有建模容易,仿真效率高的特点,为仿真模拟复杂制造系统提供了较好的同步机制。     

高速全数字解调中并行载波同步的研究

载波同步是解调系统中的统解调系统,对全数字系统的中频采样、并行化结构进行了介绍,并针对载波同步技术的并行化应用进行了分析,给出了适应并行系统的并行载波同步算法.最后利用Matlab软件中的Simulink工具进行系统和载波同步模块的仿真,并给出仿真结果和主要指标,证明了本研究具有实用意义.     

同步数据触发体系结构中指令预取技术研究

同步数据触发体系结构SDTA将传统指令级并行细化到微操作级并行,具有较高的数据处理能力,但其特殊的指令格式及指令特性,给指令Cache访问带来了挑战。指令预取技术能够有效地降低指令Cache的访问失效率,增强处理器取指能力,提高性能。本文分析了SDTA指令集特性,提出了一种适合SDTA指令集特性的软硬件相结合的混合指令预取机制,采用硬件预取引擎和软件提示相结合进行预取。该方法能够有效地提高指令Cache命中率,且具有实现简单、无效预取率低、不会增加代码体积等特点。     

网络游戏同步策略

对于单机游戏.网络游戏涉及到更多的技术,比如服务器端的服务器的集群结构、网络底层通讯模型、游戏逻辑的同步策略。服务器的稳定性和流畅性是网络游戏玩家最关心的几个问题之一。大部分网络游戏的服务器架构都可划分到如下两类,单游戏服务器架构和游戏服务器群组架构。     

基于面向对象的ABS仿真平台的研究与实现

汽车防抱死制动系统 (Anti-lock Breaking System 或Anti-skid Breaking System,ABS)的仿真可以为开发汽车ABS产品提供理论依据,缩短车型匹配的时间.但由于开发过程中特定车型的ABS系统的仿真模型建立的困难,开发人员往往要在仿真环节耗费大量时间和精力.基于此,在使用C/C 开发汽车ABS仿真平台的过程中,运用面向对象技术对车轮运动系统、车辆运动系统、电磁阀及制动系统等搭建了仿真模型并进行了仿真.实现了图形化建模和各个模块对象的可替换功能,能够快速进行特定ABS模型的仿真.运用此平台简化了汽车ABS开发中的软硬件仿真过程,有效的提高了开发效率.     

基于UML方法的空间交会GNC仿真系统设计

为提高建模的快速性、可靠性、可维护性和可扩展性,采用面向对象技术对空间交会GNC仿真系统进行分析与设计.该仿真系统采用统一建模语言进行设计,从用户角度对 GNC仿真系统需要实现的功能进行了概念建模,从方案实现角度对交会系统核心对象、类及其相互关系进行了功能建模,另外采用序列图、状态图及协作图对关键的事件、流程及其活动进行了行为建模.仿真系统已得到初步实现,可以支持不同仿真背景,不同建模粒度下的仿真要求,应用结果验证了建模的特点,说明本设计方法具有一定的应用价值.     

基于WWW的按需仿真机制研究

文章介绍了按需仿真概念，系统信息模型和特点，对基于ＷＷＷ的按需仿真机制进行了详细讨论，并将现代面向对象语言和智能代理技术相结合，应用于解决按需仿真中时钟同步。等关键问题。     

Performance analysis of parallel object-oriented query processing algorithms

Advanced application domains such as computer-aided design, computer-aided software engineering, and office automation are characterized by their need to store, retrieve, and manage large quantities of data having complex structures. A number of object-oriented database management systems (OODBMS) are currently available that can effectively capture and process the complex data. The existing implementations of OODBMS outperform relational systems by maintaining and querying cross-references among related objects. However, the existing OODBMS still do not meet the efficiency requirements of advanced applications that require the execution of complex queries involving the retrieval of a large number of data objects and relationships among them. Parallel execution can significantly improve the performance of complex OO queries. In this paper, we analyze the performance of parallel OO query processing algorithms for various benchmark application domains. The application domains are characterized by specific mixes of queries of different semantic complexities. The performance of the application domains has been analyzed for various system and data parameters by running parallel programs on a 32-node transputer based parallel machine developed at the IBM Research Center at Yorktown Heights. The parallel processing algorithms, data routing techniques, and query management and control strategies have been implemented to obtain accurate estimation of controlling and processing overheads. However, generation of large complex databases for the study was impractical. Hence, the data used in the simulation have been parameterized. The parallel OO query processing algorithms analyzed in this study are based on a query graph approach rather than the traditional query tree approach. Using the query graph approach, a query is processed by simultaneously initiating the execution at several object classes, thereby, improving the parallelism. During processing, the algorithms avoid the execution of time-consuming join operations by making use of the object references among the objects. Further, the algorithms do not generate any temporary data, thereby, reducing disk accesses. This is accomplished by marking the selected objects and by employing a two-phase query processing strategy.     

基于仿真总线的分布离散事件仿真环境

该文从分布离散事件仿真的特点出发,借鉴计算机总线的思想,提出了一种基于仿真总线的仿真环境。该环境为高层建模屏蔽了底层消息分发、时钟同步等具体细节,减少了仿真应用开发的工作量,提高了仿真应用开发的效率,并能有效地支持模型重用。     

国产万亿次机群系统NPB性能测试分析

对3个国产万亿次机群系统进行了NPB性能测试分析,重点研究大规模并行处理时(处理器数目达到上千个)的性能特点和趋势.分析了不同的处理器、互连网络等系统配置对NPB性能的影响,发现NPB的8个程序在3个万亿次机器上的性能特点和表现并不一致,表明国产高性能机群在设计上正在逐渐走出同质化的趋势,向多样化发展.进一步分析表明,目前NPB程序的可扩展性可以达到几百个处理器,但尚不能达到上千个处理器,NPB程序能发挥出的系统峰值的百分比仍然徘徊在10%左右,机群系统的并行可扩展性和应用程序对机器运算潜能的利用还需要进一步提高.对于处理器数目达到上千个的万亿次机群系统来说,对集合通信和细粒度通信能力的支持亟需提高.     

AESS动态数字仿真研究

飞机环境监视系统是航空电子系统的重要组成部分,可以提供实时飞行安全信息,协助飞行员完成飞行任务。主要研究了AESS动态数字仿真环境实现方法、综合显示与视景生成系统架构及算法描述。最后在预设航路条件下,对飞行过程中的动态事件进行仿真,完成了对各子系统的算法的验证。结果表明,系统基本达到了设计的要求。     

基于远程过程调用和壁垒同步的分布式离散事件仿真模型

针对多处理器高数据量情况的并行离散事件仿真提出了一种高效的仿真模型。仿真采用时间步进的推进方式,运用远程过程调用(RPC)分布调用机制实现仿真成员之间的互操作。仿真中采用壁垒同步机制保证仿真推进时的时间同步,以确保因果关系正确。实践证明,在保证了仿真准确性的前提下,该模型可对传输层和网络层协议进行仿真测试,能够对大数据量进行准确实时的处理,并在一定程度上提高了仿真效率。     

局域网环境的网络时间协议性能测试

网络时间协议(NTP)能够实现多节点时间和频率同步,具有简单、经济和高效等特点,但在性能测试方面的相关研究不多,使得在实际系统中是否采用NTP时缺乏参考数据。针对这一问题,开展了局域网环境下的NTP性能测试,分析了系统负载和网络负载对NTP性能的影响。在实际系统中,通过比较IRIG-B时码卡和GetLocalTime Windows API返回的时间,近似获取了计算机基准时钟信号的频率偏差,该误差值与NTP测算的结果基本一致,表明本地一级NTP服务器时间同步和频率同步性能良好。