通用细胞结构巨型机——虚共存细胞结构纵横加工向量机(所谓“微处理机”组合巨型机的一种有效算法和结构)

本文讨论新型通用巨型机——“共存细胞结构纵横加工向量机”的进一步发展:另一种“通用虚共存细胞结构纵横加工向量机”,其子系统与多维阵列机等价。本文从中小规模集成电路为基础的纵横加工向量机(m×n_p 型)为出发点,简略介绍了由于“超大规模集成电路”的物质基础的发展趋势而引入的共存细胞结构纵横加工向量机(m×n型,m×n_p 型),是一类具有“多数据流”和“多指令流”两种并行方式的新型向量机。在此基础上,为了大幅度提高解题速度的需要,也就是,大幅度扩大台数的需要,本文重点介绍一种新型巨型机,可以多达成千上万个细胞单元的“虚共存加共存”式的细胞结构纵横加工向量机,并讨论了它的一个子系统与多维阵列机的等价性。从另一角度说,本文提出一类用成千上万台“微处理机”(更准确地说是“细胞单元”)构成的巨型机系统的使用方法。本文还讨论了这类新型巨型机系统的话言,主要算法,对应的主要指令,细胞单元的主要功能,以及“共存”、同步、数据传输联线组数与传输步数等问题。     

通用细胞结构巨型机——虚共存细胞结构纵横加工向量机

本文从中小规模集成电路为基础的纵横加工向量机(m×n_p型)出发,简略地介绍了由于“超大规模集成电路”的发展趋势而引入的共存细胞结构纵横加工向量机(m×n型,m×n_p型)。 在此基础上,为了用大幅度扩大台数的办法来大幅度提高解题速度,本文重点介绍一种新型通用巨型机,即可以多达成千上万个细胞单元的“虚共存加共存”式的细胞结构纵横加工向量机。它提出了所谓用“微处理机”组合巨型机的一种有效算法和结构,其子系统与多维阵列机等价。本系统可构成一个规模大小不同的组合机系列,如进一步简化,也可以成阵列部件系列。 本文还讨论了这类新型巨型机的语言,主要算法,对应的主要指令,细胞单元的主要功能,以及“共存”、同步、数据传输等问题。 本系统具有如下特点:从物理结构的观点看,它接近于多维阵列机,且是分散存储;但从功能的角度(即用户的角度)看,它是向量机,且是集中、公共存储。     

虚共存细胞结构纵横加工向量机上向量无冲突存取方法

本文讨论虚共存细胞结构纵横加工向量机上无冲突的向量位移的有关性质,在此基础上对各种无位移冲突的向量的自动访问和对压缩、还原、扇出、复置等特殊的向量处理给出了实现的具体方法,并给出了用于N~(1/2)×N~(1/2)方块向量的高效并行算法的数据调度方法。文中提出的方法位移步数少,控制信息需要的计算量小,从而使虚共存机面向的主要数据调度能高效实现。     

向量自动位移原理和自动位移迭代原理

本文介绍虚共存细胞结构纵横加工向量机的一种互连网络,在此网络上建立了向量自动位移原理,给出了向量位移无冲突的充分必要条件。为了解决位移冲突这一困难问题,本文进一步提出了向量自动位移迭代原理。最后对均匀分布的随机地址向量的位移迭代次数给出了概率估算和数值模拟的结果。     

虚共存细胞结构纵横加工向量机的FL互连网络

本文介绍了FL互连网络,并对可用在虚共存细胞结构纵横加工向量机中的网络单元进行了概念设计。论述了由这种网络单元构成的网络中向量自动位移过程和原理。最后根据文献[2]中所提出的向量自动位移迭代原理,对FL互连网络中均匀分布的随机地址向量的位移迭代次数进行了概率估算并给出了计算机模拟结果。     

757向量计算机的体系结构

本文概述了“757”向量机的体系结构,主要性能指标,技术条件及其结构特点。从硬件结构设计的角度,着重论述了如何充分发挥向量机纵横加工这一特点,克服流水线机器的致命障碍——相关;如何处理好向量机三控之间的速度匹配,特别是处理好高速的中央处理机与低速的磁心存储器之问的供求矛盾。     

细胞结构纵横加工向量机

本文讨论一般向量机及纵横加工向量机的细胞结构化的可能性。随着器件的飞速发展,细胞结构巨型机成为巨型机重要方向。多处理机、阵列机、关联阵列机的细胞结构化是显然的;而向量机,一种比较受欢迎的巨型机,语言可在标准语言基础上扩充,使用与习惯较接近,效率比较高的巨型机,能否细胞结构化?本文给出了构造性的肯定回答。本文介绍了标准语言向量扩充和纵横加工向量机。在此基础上讨论了细胞结构向量机及细胞结构纵横加工向量机。最后简略讨论其优点及细胞单元数目有限的局限性(例如N≤64)。     

一种循环分布的Guass-Seidel迭代算法求解线性方程组

针对基于工作站网络环境下,处理机的运算速度较快而处理机间的通信相对较慢的实际情况,给出了一种基于行循环分布的并行求解线性方程组的Guass-Seidel迭代算法.该算法将方程组的增广矩阵按行循环分布存储在各处理机中,循环传送每一次的迭代向量以减少处理器间的通信次数,同时,采用计算与通信部分重叠技术,提高并行算法的效率.同时用8台PC机联成局域网,在DebianLinux4.0操作系统、MPICH1.2.7并行计算平台上对该算法进行了数值实验,实验结果表明,该算法较传统的基于行带状分布的Guass-Seidel并行迭代算法优越.     

并行设计是当代巨型机的重要特点

<正> 巨型机正在进行一场大变革,这场变革主要集中在传统的冯·诺曼结构与并行结构的取舍上。并行性技术冲击着各种类型的计算机,而在超高速计算中,并行性是特别关键的问题。在目前的巨型机结构中,当务之急是为单或双机巨型机设计出最块的理想的向量处理机。双处理机往往是采用一个通用标量处理机和一个超高速的向量处理机。尽管许多巨型机结构可以只用一个向量处理机,且这种处理机往往要求很高的流水线完成向量的     

快速傅立叶变换和IBM 3838的快速傅立叶变换算法分析

<正> 序 我们在"IBM 3838数组处理机结构和功能介绍”一文中概略地说明了该处理机的全部操作指令,其中包括快速傅立叶实数正变换、复数正变换、实数逆变换、复数逆变换和褶积等算法操作指令。这几条指令构成了对数字信号进行分析的一整套强有力的工具,并且是IBM3838处理机非常重要的处理功能。     

基于离散余弦变换和支持向量机的掌纹识别

提出一种利用离散余弦变换提取掌纹的特征,通过支持向量机进行掌纹分类识别的方法。在利用离散余弦变换进行特征提取时,将变换系数矩阵左上角的部分元素作为掌纹图像的特征;在利用支持向量机进行掌纹分类识别时,采用“一对多”的分类方案。实验结果表明该方法的有效性。     

基于Curvelet变换的荻草细胞图像分割

利用快速离散Curvelet变换,对Curvelet域中各层子带采用结合灰度共生矩阵的方法来提取特征向量,选用 支持向量机方法对获草细胞图像进行纹理分割,进而获取获草细胞中的纤维素向量数据。分割实验结果表明:采用 “角二阶矩”、“对比度”、“相关性”和“嫡”这四维统计量计算图像变换域中子带系数共生矩阵是有效的,据此对获草细 胞图像进行纹理分割是可行的;与基于灰度共生矩阵的获草图像分割方法的分割结果相比,新方法缩短了运行时间, 分割准确率也得到了提高。     

150数列处理机

150数列处理机是一台高速、并行、流水线、浮点的阵列处理机。其最高运算速度为1400万次/秒。它与每秒运算100万次的国产150机连用,150数列处理机主要是为了石油勘探中的地震资料处理而设计的,但也可以用于其它需要大量向量计算的科技领域。150数列处理机已于1981年11月完成,并已正式投入使用,运行情况良好。 本文将介绍150数列处理机的体系结构、硬件设计及软件设计。     

三角形方程组的一种分布式并行算法

本文提出了一种在分布式存储环境下求解三角形方程组的并行算法,该算法将系数矩阵及右端项以行卷帘方式分布存储到各处理机中。算法中引入了一个一维p阶向量F,该向量的循环传送使处理机间的通信次数明显下降,同时该算法还采用了计算与通信重叠的技术。理论分析与数值实验表明,该算法较列扫描并行算法优越。     

局域网上求解三角形方程组的一种并行算法

针对基于PVM的由桌面PC机联网而成的网络并行计算环境中,处理机的运算速度较快而处理机间的通信相对较慢的实际情况,给出了一种局域网求解三角形方程组的并行算法,该算法将三角形方程组的系数矩阵及右端项按行分块,然后将分块的系数矩阵及右端项按卷帘方式存储在各处理机,通过循环传送已求出的解的部分分量以减少处理机间的通信开销,实现较容易。并在1-4台桌面PC机联成的局域网,PVM 3.4 on Windows2000,VC 6.0并行计算平台上编程对该算法进行了数值试验,试验结果表明该算法是有效的。     

基于量子遗传算法的支持向量机人脸识别技术

首先应用K-L变换对人脸图像进行特征提取,然后利用支持向量机对其进行识别。由于支持向量机的参数对识别性能有较大影响,因此这篇文章文采用量子遗传算法对支持向量机参数进行选取。算法解决了支持向量机参数选取的难题。利用ORL人脸库进行仿真实验,得到了较好的识别效率。     

基于量子遗传算法的支持向量机人脸识别技术

首先应用K-L变换对人脸图像进行特征提取,然后利用支持向量机对其进行识别：由于支持向量机的参数对识别性能有较大影响,因此这篇文章采用量子遗传算法对支持向量机参数进行选取。算法解决了支持向量机参数选取的难题。利用0RL人脸库进行仿真实验,得到了较好的识别效率。     

NEC公司的超级计算机SX系统

SX 系统是一种高速、大型的超级计算机,用于科学和工程计算。它具有1.3 Gflops 的向量性能;6ns 的机器周期;16条向量运算流水线:一个控制处理机和一个运算处理机的分布式功能结构;256兆字节的主存;和8千兆字节的半导体扩充存储器。有了这些特点,SX 系统能够支持特大型的科学应用。本文概述了SX 系统的大规模集成电路和封装、向量和标量体系结构及软件。     

小巨型机向量化、并行化结构分析

<正> §1 研究背景向量化和并行化本来是巨型机的特色,随着超大规模集成电路,芯片处理机的出现。中小型机和大型机厂商纷纷向向量机和多机系统进军。形成了“小型巨型机(Minisupercomputer)”、“多机系统”等许多新颖的系统结构。据报导:DEC 公司     

平行程序设计的分布式实现方法

本文介绍了一种在称为“实现图”的有穷处理机“细胞”网络上实现程序的方法,这样的程序其潜在的平行性不由实现方法所限定,而是根据输入的参数而变动。首先,所介绍的程序设计构思允许把一个计算看成一个动态结构,为了区别于实现图,这个动态结构被称为“计算图”。其次,解决了把数目不限的计算结点映射到有限的处理机细胞上去的实现问题。程序员完全可以不必考虑处理机分配和消息缓冲。所提出的这种机制可以看成是栈机制的一种推广。