面向对象的并行消息传递库的设计与实现分析

MPI是并行程序设计中广泛使用的一个消息传递库,虽然标准MPI-2定义了C 绑定,但它并不严格符合面向对象的观点。在分析各类已有面向对象消息传递系统的基础上,用C 设计并实现了一个面向对象的、易于传递对象(包括用户自定义类型和STL容器)的、MPI一致的、类型安全的、基于MPI的并行消息传递库,并给出了相应的使用实例及性能分析。     

基于消息传递的时域分解并行算法研究

将Parareal算法中的预估校正格式加以改进,提出时域分解并行算法。基于主从模式和消息传递,具体考察了群体通信和非阻塞通信模式,并设计出通用而简便的并行化模型。在集群系统下对热传导方程和对流扩散方程的数值模拟结果表明:算法具有较高的加速性能以及良好的可扩展性,体现了时域分解的独特优势。     

一个基于面向对象模型的并行翻译器

本文介绍了一个面向对象范式和大粒度流模型结合的ＯＯＤＡ模型和基于此模型的一个并行翻译器。ＯＯＤＡ模型支持对象之间和象内部的并行性开发，支持面向对象范式。     

基于消息传递的并行聚类算法

聚类(Clustering)是数据挖掘(Data Ming)中一项很重要的功能,本文提出用并行处理的方法,对k-means(k-平均值)算法进行改进,来说明并行算法可以在一定程度上提高聚类算法的性能.通过试验证明,当数据量较小时并行k-平均值可以很大程度上提高聚类算法的性能,但在数据量较大时效果较差.     

基于消息传递接口的大规模生物网络比对并行化算法

为有效降低生物网络比对算法的时间复杂度,提出一种基于可扩展的蛋白质相互作用网络比对(SPINAL)算法的消息传递接口(MPI)并行化实现方法。该方法将MPI并行化思想运用在SPINAL算法中,在多核环境中采用并行排序代替算法原本的排序方式,并结合负载均衡策略合理分配任务。实验结果表明,与未使用并行排序以及负载均衡策略相比,该方法在处理大规模生物网络比对时能有效地缩短计算时间,提高运算效率,对于不同组比对数据都有较为稳定的优化保障,具有良好的可扩展性。     

一个基于机群系统的面向对象并行程序 开发环境的研究与实现

面向对象程序设计技术可以降低并行程序设计的复杂性,提高并行程序的可读性、可维护性、可移植性.因此提供面向对象的并行程序设计环境,可以减少并行程序开发难度,有效地利用并行计算机系统的潜能.可扩展并行机群系统是随着网络技术迅速发展而出现的一种网络并行计算系统.其主要特点是适于粗粒度任务并行,适于采用消息传递机制.文中在可扩展机群系统上实现了面向对象的并行程序开发环境ParaObject,它由对象平台、并行对象和邮件对象组成,并行程序以并行对象为单位并行执行,通过邮件对象传送数据,具有良好的封装性和可移植性,友好的用户编程接口,使用方便.     

一个基于面向对象方法的并行黑板系统的设计

本文论述了用面向对象的系统分析与设计方法和面向对象的编程技术构造大型、复杂的并行黑板实时控制系统的思想和方法。文章以四辊冷连轧机为对象给出了一个设计实例并给出了一个通用的实时控制并行黑板结构ＲＴＣＢ。贯穿全文的一个很重要的思想就是要致力于开发面向对象方法和黑板模型的潜在的并行、并发特性以及所构造系统的可扩充性和易维护性。     

基于网格的消息传递接口的实现:MPICH-G2

MPI(消息传递接口)作为一种著名的底层并行编程模型已被提出来作为网格编程的基础。描述了基于网格的消息传递接口的实现MPICH-G2,它基于MPICH和Gllobus工具包实现,在启动和管理中隐藏了异构性,具有良好的异构通讯性能。用一个例子说明如何在一个由Globus搭建的计算网格环境中通过MPICH-G2来创建和执行MPI计算。     

一个面向对象的数据库ONTOS

ONTOS是一个基于CLIENT/SERVER结构的面向对象数据库管理系统,文章从主要特点和功能,体系结构,编程等方面对这一先进数据库系统做了综述介绍。     

基于消息传递的企业信息系统集成框架研究

企业信息系统集成是当前研究的热点,但在系统集成中普遍存在着扩展性、适应性问题,针对这些问题提出了一种基于消息传递方式的动态集成框架。在框架中,消息协议和业务知识都以库形式存在,这样可以适应未来系统功能的变化;子系统接入采用stub-adapter结构,使得子系统的添加、删除相对简便。对框架的结构、协议和特点进行了具体的描述。     

基于MPI的并行程序设计

在介绍消息传递接口标准(MPI)和分析并行程序设计方法的基础上,提出了在并行程序设计中需要进行算法级分析和程序级测试,以此来对影响具体的并行程序执行效率的因素进行分析,并用实例验证了分析结果。最后对MPI的实现之一———MPICH1.2.5版本的不足,提出了改进的方法。     

基于MPI的Welch功率谱估计并行算法的实现

Welch算法是一种应用很广的经典功率谱估计算法。但是面对现在日益膨胀的海量数据,单纯在串行Matlab环境下运行Welch算法势必耗费大量的运算时间。尽管Matlab也引入了并行计算工具箱,但是价格昂贵,不利于大范围推广使用。根据Welch算法的原理,在Linux集群环境及消息传递接口MPI 的支持下,采用主从并行编程模式,实现了一个开源的Welch并行算法PMWelch。实验结果表明,PMWelch不仅具有Matlab下Welch算法一样的运算结果,还可以大幅减少运行时间。     

基于流水线的合成孔径雷达并行成像算法及实现

根据对距离多普勒（Range Doppler）成像算法的特点进行研究,提出了一种基于流水线的合成孔径雷达（SAR）并行成像算法。这种算法基于C/MPI编写并成功地在32节点的IBM PC集群实现。通过与已建立的通用的并行成像算法进行比较分析,得出基于流水线的并行算法是一种更适合SAR并行成像的一种算法,能够提供更高的并行效率。     

基于MPI的集群监控系统

为了有效地监控集群系统,基于消息传递接口（Message Passing Interface,MPI）并行库构建一个简单易行的并行任务模型．详细介绍该任务模型中的集群监控、节点负载均衡评估模型结构以及Linux集群数据采集．实验表明该模型配置简单、资源开销低,且对集群系统的干扰小．     

PC机群上JIAJIA与MPI的比较

对JIAJIA和MPI (message passing interface)是进行了比较.JIAJIA和MPI分别代表共享存储和消息传递的编程模式.MPI显式进行数据传输,编程复杂;JIAJIA由底层维护数据一致性,并附加提供简单的消息传递函数,编程容易、灵活.JIAJIA分配共享内存时开销较大,初始化时间比MPI长.提出了一个关于并行加速比与进程数目之间关系的近似经验公式,推出JIAJIA和MPI性能差距随着进程数目的增多而增大的结论.测试结果表明,大部分应用程序的JIAJIA和MPI版本的并行性能差距不超过10%.对于通信量很小的应用程序,其JIAJIA和MPI的性能差距较小,而通信量本身较大的应用程序,其JIAJIA和MPI的性能差距主要取决于运行时产生的实际通信量.     

基于MPI并行计算的信号稀疏分解

在研究信号稀疏分解理论及其最常用的匹配追踪算法的基础上,针对MP算法存在的计算量过大的问题,提出一种基于并行计算系统实现信号稀疏分解的方法。该方法利用8台微机,采用MPI消息传递机制,以100 M高速以太网作为互联网络,构建了一套Beowulf 并行计算系统,在此系统上通过编制并行程序来实现MP算法。实际测试表明这种方法具有很高的并行计算效率,分解时间从单机75 min左右下降到8机并行11 min左右,大大提高了信号稀疏分解的速度。     

A Comparison of MPI,SHMEM and Cache-Coherent Shared Address Space Programming Models on a Tightly-Coupled Multiprocessors

We compare the performance of three major programming models on a modern, 64-processor hardware cache-coherent machine, one of the two major types of platforms upon which high-performance computing is converging. We focus on applications that are either regular, predictable or at least do not require fine-grained dynamic replication of irregularly accessed data. Within this class, we use programs with a range of important communication patterns. We examine whether the basic parallel algorithm and communication structuring approaches needed for best performance are similar or different among the models, whether some models have substantial performance advantages over others as problem size and number of processors change, what the sources of these performance differences are, where the programs spend their time, and whether substantial improvements can be obtained by modifying either the application programming interfaces or the implementations of the programming models on this type of tightly-coupled multiprocessor platform.     

人工耳蜗言语处理系统的CIS算法设计与实现

采用双麦克风工作模式提高语音采集效果。为解决传统CIS算法在信噪比低的情况下语音识别率差的问题,在CIS算法设计前端增加了基于LMS算法的自适应滤波器。通过Matlab仿真,语音中的噪声得到很大程度上消除。为了降低运算量、减少硬件资源和功耗,通过FFT运算在频域实现带通滤波功能。在硬件实现中,与刺激芯片联合仿真,刺激幅度与刺激时间均满足要求。     

基于统一事件模型的软件通信框架设计与实现

针对现代软件系统中模块协同工作的通信需求,提出了一个软件通信框架的完整实现方案。通过分析软件系统中对模块通信的要求,建立统一的事件模型,完成进程间、进程内通信框架设计,并利用Qt开发库完成通信框架的软件实现。使用该软件通信框架可以减少模块通信复杂度,缩短软件通信功能开发周期,提高软件可维护性,而且利于扩展和移植。     

分布式实时操作系统消息机制的设计与实现

随着数字信号处理技术的迅猛发展,针对并行数字信号处理(DSP)应用自主开发了一个满足用户需要的高性能分布式实时操作系统--腾飞分布式实时操作系统(TF-RTOS).消息机制用于线程间的通信,是操作系统中的重要部分.在开发TF-RTOS过程中,从消息命令包、消息队列、消息传递过程和消息原语这4个方面设计并实现了一种直接消息传递的消息机制,该消息机制具有简化线程间通信、增强系统功能、提高系统性能的特点.