数学算法对计算机编程优化的研究

随着现代社会科学技术、信息技术以及计算机技术的发展,大多数计算机的相关软件中都需要计算机编程,正是由于计算机编程的出现,才能使计算机软件发挥应有的作用.计算机编程的好坏直接影响软件效率的发挥,因此计算机编程需要不断优化,改进其中存在的问题,使计算机编程和程序不断的优化和完善,其效率不断提高.中国古代数学是一种拥有悠久历史的算书数学,随着现代社会科学技术和计算机技术的发展和进步,算书数学在发展的过程中就逐渐的演变为计算机的数学,主要是使用数学算法在数学原理构建合适的数学模型,使其逐渐的向计算机编程问题转化,这样就使得使计算机编程实现了合理的优化,不断地提高了计算机编程工作的效率.     

计算机编程方式改进的必要性及优化策略探讨

第三次工业革命的全面展开,使科技和信息成为21世纪的主题,信息技术的重要性不言而喻,它让人相识、相知,使人类的生活发生了翻天覆地的变化.计算机编程是相关计算机人员通过计算机语言对程序进行编写、输入,然后计算机执行程序的过程.因此,计算机编程是电脑技术中的重要板块,地位十分重要.在一定程度上,计算机编程决定了计算机的运行.分析了计算机编程方式改进的必要性,探讨了计算机编程方式的现状及计算机编程方式的优化策略.     

十年的编程感悟

我的编程生涯现已有十年了,十年的编程使我感悟很多.对于刚从事编程工作或软件开发的初学者来说,制定初步的学习目标、找到合适的学习方法非常重要.作为一个程序员,现将我的编程历程、学习方法介绍给朋友们,使大家在编程的道路上少走弯路.     

高速通用EPROM编程器

本文介绍高速通用EPROM编程器的硬件设计和智能编程算法。智能编程算法使EOROM编程速度较一般的编程方法提高了6倍。加之面向磁盘目标文件的编程软件和在单一的无拔插力插座上,实现了对2716—27128各类芯片的编程和程控上下电功能,为用户编程EPROM提供了新手段。     

基于C语言的计算机软件编程分析

在计算机软件编程过程中,利用C语言可简化程序设计步骤,使程序运行结果更加准确。同时,基于C语言的计算机软件编程有助于提高计算机软件的更新速度,使计算机的使用范围更加广泛。主要对C语言进行概述,分析基于C语言的计算机软件编程技巧和编程实验,为计算机软件编程提供参考。     

VFP6.0编程实用小技巧

本文列出了VFP四个编程小技巧,使编程工作变得轻松方便,给学习VFP编程人员一定的帮助.     

软件编程作业过程的心智操作表征

文章在揭示现代软件度量学和软件工程管理缺乏深入软件编程作业过程的研究,影响软件工程的发展的基础上,从知识作业管理与工效的角度,提出了以心智操作方式来表征软件编程过程的方法,给出了一个完整的分析范式。从而使传统意义上的软件编程作业过程的“黑箱”变得可表征,使基于结果的传统软件度量能够考虑结合编程作业过程来度量。     

宏程序与自动编程在数控加工中的结合应用

本文介绍了宏程序和自动编程的优缺点,结合具体实例,提出了一种将宏程序和自动编程相结合应用的方法,使两者实现优势互补,既增强了程序的可读性,又提高了编程的效率,对加工实践有较好的指导作用。     

一种新的数控现场自动编程方法

数控技术的飞速发展对数控编程的高效性、便捷性提出了更高的要求,为满足车间工程技术人员现场编程的需求,本文提出一种适用于数控现场自动编程的方法.根据不同的加工零件轮廓图形,该方法采用以DXF文件为对象的自动编程和图形尺寸直接输入自动编程两种编程方式,生成数控加工程序,并通过实验证明该方法能使数控编程更灵活、高效.     

宏程序在数控车削加工中的应用

用户宏指令编程是FANUC系统所提供的一种先进的编程方法,它使用变量代替程序中的功能代码或地址值进行编程,使数控程序具有通用性和灵活性并简化了数控编程。本文以FANUC0i系统为例,给出了常用的非圆曲线的宏程序编制方法。     

三次插值样条曲线拟合多核并行算法

充分利用多核技术提升多核处理器的资源利用率,缩短执行时间,发挥多核系统的优异性能。在多核计算机上设计了解三对角方程组的奇偶约化多线程并行程序,实现了三次样条曲线拟合的快速计算。通过实验结果的加速比对比,可以看出并行后缩短了求解方程组的时间,多核资源得到充分利用。结果表明,奇偶约化多核并行算法在三次样条曲线拟合中的应用是有效及可行的。     

Autonomic Coordination of Skeleton-Based Applications Over CPU/GPU Multi-Core Architectures

Widely adumbrated as patterns of parallel computation and communication, algorithmic skeletons introduce a viable solution for efficiently programming modern heterogeneous multi-core architectures equipped not only with traditional multi-core CPUs, but also with one or more programmable Graphics Processing Units (GPUs). By systematically applying algorithmic skeletons to address complex programming tasks, it is arguably possible to separate the coordination from the computation in a parallel program, and therefore subdivide a complex program into building blocks (modules, skids, or components) that can be independently created and then used in different systems to drive multiple functionalities. By exploiting such systematic division, it is feasible to automate coordination by addressing extra-functional and non-functional features such as application performance, portability, and resource utilisation from the component level in heterogeneous multi-core architectures. In this paper, we introduce a novel approach to exploit the inherent features of skeleton-based applications in order to automatically coordinate them over heterogeneous (CPU/GPU) multi-core architectures and improve their performance. Our systematic evaluation demonstrates up to one order of magnitude speed-up on heterogeneous multi-core architectures.     

基于多处理器的谐波分析

随着多核技术的发展,多核计算机逐渐成为市场的主流,由此对程序设计带来了巨大的改变。如何以最少的代价将现有的代码修改成适应多核计算机的程序,已经成为一个重要的课题。从电能质量分析中最重要的谐波检测入手,对谐波检测中利用的傅里叶变换算法进行分析,证明了傅里叶变换结果和谐波的关系,介绍了几种谐波分析的算法,给出了利用OpenMP编程技术对基于复序列的傅里叶变换算法进行并行化改造的过程,并对并行化的效率进行了分析。实验表明OpenMP对少量数据的运算效果不是十分理想,比较适合于大数据量的并行运算,同时并行的粒度越大,效果越好。     

Using design space exploration for finding schedules with guaranteed reaction times of synchronous programs on multi-core architecture

The synchronous model of computation is well suited for real-time systems, because it allows static analysis in order to find and guarantee their reaction times. Today’s multi-core systems are becoming the predominant computing platforms. Synchronous programs are typically compiled into single threaded code, which makes them unsuitable for exploiting parallelism of the multi-core platforms. Moreover, static timing analysis becomes highly intractable for multi-core systems. This article proposes a novel methodology that aims at finding the mapping and schedule of synchronous programs that guarantees, statically, reaction times when mapped onto a multi-core system consisting of two types of time-predictable cores. The proposed methodology combines design space exploration based on evolutionary algorithm and scheduling of parts of synchronous programs. It allows minimizing the resource usage in terms of number of cores by finding the mapping and schedule with the guaranteed reaction time for architectures with different number of cores. In particular, we: (a) transform a synchronous program written in synchronous SystemJ to a graph-based model represented with two types of computation nodes suitable for execution on two types of time-predictable cores, (b) perform mapping of computation nodes on a customizable multi-core platform using genetic operations, and (c) generate a resulting static schedule of computation nodes for each mapping as part of the design space exploration. The design flow, from program specification and node mapping to the design space exploration and multi-core scheduling is completely automated.     

多核计算机上的并行计算

研究了多核计算机上0penMP＋Vc＋＋编程模式的并行程序,并在双核和四核计算机上分别使用传统算法和并行算法计算数列求和、矩阵乘积及矩阵Cholesky分解。试验表明,传统串行程序只能利用多核计算机的一个核资源,而采用OpenMP程序的并行效率很高。     

OpenMP数据分布子句自动生成算法

将OpenMP程序扩展到异构多核结构时,非本地存储访问会导致访存开销增加,影响程序性能。针对该问题,引入带数组划分信息的数据分布子句,对数据在异构多核存储系统的布局进行管理,提出一种基于并行循环识别和数组引用模式分析的算法,实现该类子句的自动生成。实验结果表明,自动生成的OpenMP程序包含数据分布子句,具有较好的数据局部性,可降低访存开销,在异构多核系统上获得明显的性能提升。     

基于Socket的多核处理器测试系统

针对H3MP-16多核处理器,设计一套用于测试其性能的流媒体演示系统。介绍处理器的硬件体系,阐述测试系统的结构和功能,给出流媒体软件设计方案。该流媒体演示系统通过使用原始套接字进行数据包收发,实现FFMPEG的在线传输与同步播放,并能对丢包率进行统计,对播放速率和效果进行调节,从而为多核处理器提供了一个良好的测试和演示平台。     

面向RISC-V内存一致性测试的自动化分析方法

开源架构RISC-V定义了其内存一致性模型RVWMO,作为多核RISC-V系统软硬件设计开发的重要规范。在多核芯片的验证阶段,需要对芯片的内存一致性进行严格全面的测试。测试通常针对某一访存顺序模式,选取典型的并行程序片段进行大规模测试（又称Litmus测试）,通过程序运行的最终状态推测芯片内存一致性模型。通常,更为宽松的内存一致性会导致更多的程序状态。分析Litmus测试结果对于验证芯片的RVWMO兼容性、探索多核系统的内存一致性优化的可能性具有重要意义。以RVWMO规范下允许的程序状态为基准,芯片实测得到更多的程序状态表明其存在兼容性问题,得到更少的程序状态表明其仍具有优化空间。面对规模庞大、行为复杂的Litmus测试,如何对其测试结果进行自动化分析是亟待解决的问题。本文对Litmus测试的原理和输出结果进行了深入分析,提出一种面向RISC-V内存一致性测试的自动化分析方法,采用形式化方法对Litmus测试进行基于RVWMO规范的模拟运行,并通过与芯片的实测结果进行对比分析给出测试结论。本方法基于Hifive Unmatched开发板开展测试。实验表明,本文提出的方法可快速、有效地对RISC-V内存一致性测试进行自动化分析。     

多核处理器上的并行联机分析处理算法研究

近年来,计算机硬件技术获得了很大发展,尤其是大内存和多核,但算法效率并没有随着硬件技术的发展而提高,根本原因是没有充分利用CPU缓存以及单线程程序设计的局限性。在联机分析处理领域,数据方体计算是一个重要而又耗时的操作,因此如何提高数据方体的计算效率是该领域的一个研究难点。探讨了基于多核CPU特征的并行立方体算法,提出了MT-Multi-Way(multi-threading multi-way)和MT-BUC(multi-threading bottom-up computation)算法。该算法通过有效的数据划分和多线程协作,避免了Cache竞争,并确保了负载均衡,获得了近似线性加速比。以上述算法为基础,提出了处理立方体算法的多核框架,包括数据划分策略及递归算法的多核处理,指导立方体算法的并行化。     

基于TBB的傅里叶变换多核并行化实现

通过对传统傅里叶变换的分析,发现其运行的瓶颈主要是循环体的运算效率低下,并且程序执行时只会被分配到一个硬件核上,并没有充分利用多核。针对上述问题,通过对英特尔线程构建模块(TBB)的研究与应用,使得循环体内的运算被划分为各个相互独立的空间,并把这些空间的运算尽可能分配到多核上,实现了对传统傅里叶变换的并行化改造,并取得较好的效果。