演化仿真优化的并行实现及其应用

由于仿真对象的复杂性，一些仿真模型很难用有效的解析函数来表达，同时演化算法不要求优化目标具有连续，可导等特点，因此，演化算法用于仿真优化具有很大的优越性，针对仿真优化这一领域提出了演化仿真优化的概念及其形式化语言描述，并给出了演化仿真优化的算法实现框架，演化仿真优化的模型评估需要大量的计算时间，根据仿真优化的特点，提出主／从模式，粗粒度孤岛仿真优化模型及它在PVM，DCOM下的实现，并给出了两个控制器优化设计的实验，仿真试验的结果表明：对于演化仿真优化来说主／从模式的并行度要高于粗粒度孤岛模型，并得出以下结论，对于演化仿真优化来说仿真模型越复杂，主／从模式的性能越好。     

YH-AStar高性能实时仿真平台

仿真计算机是大型复杂动力学系统研究、设计、试验、评估不可缺少的重要工具,基于通用计算机和Windows NT操作系统进行实时半实物仿真一直是仿真用户企盼的愿望.该文介绍了基于Intel平台和Windows NT操作系统的高性能实时半实物仿真平台YH-AStar的研制目标、系统结构与组成,阐述了YH-AStar软硬件部分的主要功能.     

CPU仿真程序的编程方法与优化

在介绍ＣＰＵ仿真及ＣＰＵ仿真方法的基础上,较详细讨论了解释型ＣＰＵ仿真程序的编写方法,给出了解决ＣＰＵ仿真同步问题的具体方案九优化仿真程序的策略。     

高性能并行仿真中持久性研究磁

随着分布式仿真规模的日益扩大,高性能计算的不断发展,高性能仿真技术逐渐成为仿真领域新的研究热点,其中持久性框架及其实现机制是高性能仿真引擎中至关重要的一层支撑技术,它不但用于系统的负载平衡而且用于检查点及恢复操作。该文针对高性能仿真持久性问题,先提出了持久框架的结构,重点研究了两种持久库对持久框架性能的影响,通过实验数据对其性能差异进行分析,得出基于 C ＋＋模板的持久框架更具优越性的结论。     

因果图中高效并行GIBBS仿真算法的研究

基于Markov Chain Monte Carlo(MCMC),思想的Gibbs仿真算法的引入使得大型因果图模型的推理速度得到极大提高,而利用节点间相互独立的特性,可以对其进行并行的采样,从而进一步加快推理速度。该文通过分析Gibbs算法,提出了将整个推理运算过程映射到多处理机系统中的判定准则,防止了机械地对处理机进行分配而造成的计算资源的浪费,算法能够根据实际处理机的数目以及不同的计算能力而灵活地分配计算资源,更加有利于发挥并行机的计算能力。通过仿真实验,验证了计算模型的有效性。     

关注军用并行仿真的高效能问题

随着应用的不断深入,军事仿真对计算机综合性能的要求越来越高.目前高效能计算机的发展以及新型体系结构的涌现给军用并行仿真带来了重要的机遇和挑战,如何高效充分利用系统资源,提高军事仿真应用的开发及运行效率成为当前军用并行仿真亟待解决的关键问题.论文从技术角度,讨论了军用高效能并行仿真的需求以及传统高性能仿真技术存在的问题,分析了实现高效能并行仿真的可能途径,并就军用高效能仿真计算机和配套软件的研制提出了具体建议.     

飞行控制系统可视化仿真平台设计

提出一种通用的飞行控制系统可视化仿真平台,以并行化计算思想设计系统总体框架,通过OpenMP多线程并行多核编程技术和单程序多数据流技术实现飞行动力学系统和飞行控制系统的并行解算。该平台可以载入各种飞行控制器、飞行动力学模型和数字地图进行仿真,能以数字、曲线和三维动画的形式显示仿真结果。以Beaver多模态自动驾驶仪仿真设计为例进行验证,结果表明该平台具有执行效率高、易于扩展和通用性强的优点。     

高性能交换与调度仿真平台的设计与实现

仿真实验已成为交换结构和调度策略性能评价的重要手段,而目前存在的交换结构与调度策略的仿真软件在可继承性与可扩展性方面还存在缺陷.基于Crossbar交换结构,建立数学模型,引入系统级设计方法,采用面向对象技术,设计并实现了用于研究交换结构和调度策略的仿真平台——SPES(switching performance evaluation system).该平台集成了输入排队、输出排队、联合输入输出排队、联合输入交叉点排队等多种交换结构以及相应调度策略.设计上实现了业务流、交换结构和调度策略三者之间的分离,具有良好的可继承、可扩展特性.用户通过与仿真平台之间的简单交互,完成模块的添加与仿真环境参数的配置,在支持变长业务、区分服务质量模型和多交换平面仿真方面具有良好的特性.通过简单扩展。该平台还可以实现网络级性能仿真.最后给出了基于该平台,在CICQ(combined input and crosspoint queuing)交换结构下,对所提出的支持DiffServ模型的分布式调度策略DS(DiffServ supporting algorithm)在不同业务流模型下的性能测试结果,并与输入、输出排队交换结构进行了比较,展示了DS良好的性能,验证了仿真平台的合理性.     

计算系统生物学中并行随机仿真方法研究进展

随机仿真是计算系统生物学中对随机离散模型进行仿真研究的一类重要方法。本文对随机仿真方法的原理及并行化研究的进展进行了论述,指出了并行化是解决随机仿真性能开销问题的重要途径,并依照细粒度并行和粗粒度并行分类,阐述了当前并行随机仿真方法的研究现状,重点针对空间并行性,介绍了反应-扩散系统随机仿真的方法和相关工具。最后,对并行随机仿真方法研究未来发展进行了展望。     

高性能并行集群计算环境的构建与性能测试

高性能并行集群系统在大规模科学计算中发挥着越来越重要的作用．本文介绍了一个集群系统的硬件和软件环境的设置，并利用通用的测试基准对该系统的性能进行了实例测试和对比分析。     

面向对象通用仿真平台的研究

本文介绍一种面向对象通用仿真平台的设计思想及核心技术。     

基于IA架构的高性能计算平台的研究

目前众多领域对大规模计算逐渐显示出一种迫切的需求,集群技术在高性能计算领域中的理论研究和实践越来越得到广泛的关注。高性能计算是解决大规模聚变模拟计算的有效途径。本文介绍如何基于集群技术构建聚变研究高性能计算系统,分析了系统的基本体系结构,从硬件和软件两个方面详细解析其高性价比的构建技术。     

一种分布式环境下的新型高性能计算平台

分析了采用志愿机模式的网络计算平台的特点，针对其不足．提出了一种分布式环境下的新型高性能计算平台NH-PCP（A Novel High Performance Computing Platform in Distributed Environment）．该平台具有可扩展性和容错能力，采用对象串行化技术能够使应用程序跨平台运行．NHPCP具有友好的用户界面，提供一套简单易用的API（Application Programming Interface）函数调用，任何大计算量的、可以分解成独立计算子任务的应用都可以方便地利用该平台运算．基于该平台具体实现了两个典型的并行应用实例，通过对实验结果的分析，总结了适合于本计算平台的并行应用的特点．     

分布式程序的性能监视及其应用

分析讨论了在分布式系统环境下分布式程序的功能行为和性能方法 ;指出事件驱动监视是一种非常适于分析并行和分布式系统上程序的技术。通过分析 Transputer多处理机上运行的并行光线跟踪程序 ,说明了性能监视所起的巨大作用。     

基于高性能微机群集的可扩展性的研究与设计

可扩展性是并行计算系统的重要性能指标,虽然异构系统越来越普遍,但对其可扩展性的研究还很少。给出了一种既适合同构并行计算系统又适合异构并行计算系统的效率的定义,根据访定义对可扩展性进行了分析,得出了既适用于同构系统又适用于异构系统的等效率模型,并根据开销比得出了在某一效率常数保持一致的情况下系统规模和工作负载的变化情况。最后通过实验进行了分析,结果表明该模型可以对效率和可扩展性进行较好的评测,并能预测并行计算系统的高可扩展性。     

并行程序性能分析系统的研究

在并行程序的开发过程中，常常会出现负载不平衡、通讯开销过大、同步等待等一些导致计算机系统性能降低的因素。为了克服这些问题，及时对并行程序进行性能分析是十分重要的．在[1]、[2]、[3]中虽然对并行程序的性能分析作了一些研究，但都没有实现对并行程序的全局住分析，作者在对并行程序的运行状态进行分析的基础上，研究和开发了一个住能分析系统，它能自动地提取描述程序运行过程的真实数据，依据这些数据描述并行程序的各种性能指标，并对影响并行程序运行性能的原因作出直观的图形表述。     

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.     

大规模网络仿真特性分析及仿真技术适用性研究

随着智能化的普及,网络情况越来越复杂,大规模网络仿真成为了一个研究重点。网络仿真中,基于高性能计算平台的网络仿真技术在特征分析、仿真优化等多个阶段都涌现出制约性能提高的大量问题。为此,本文研究了基于高性能计算平台的大规模网络仿真技术,研究重点涵盖以下三个方面。首先研究了大规模网络仿真的概念和内涵;其次深入分析了大规模网络仿真的特征,以及各特征对高性能计算平台的性能需求;最后从不同角度,研究了多种仿真技术对实现大规模网络仿真的适用性。研究成果能够有效指导大规模网络仿真的高效实现。     

面向云计算的网络化平台研究与实现

云计算提供三种类型的服务:基础设施即服务、平台即服务和软件即服务。很多云实例都采用高性能计算结点构建基础设施,而高性能计算机的传统使用方式制约了云平台型服务的发展。本文设计并实现了基于高性能计算机的面向云计算的网络化平台NPCC,这是尝试解决高性能计算环境支持提供云平台型服务存在问题的一种探索性研究。NPCC采用了高性能虚拟域HPVZ技术和多目标协同的并行工作负载调度策略等,改变了传统高性能计算机的共享使用方式,为用户提供了具有易用性、通用性、安全性、可定制化和图形化的面向云计算的网络化平台环境。     

基于高性能计算环境的科学计算应用平台设计与实现

为了提升高性能计算环境的易用性并降低使用门槛,本文提出了一种基于高性能计算环境的通用科学计算应用平台构建方案,旨在为用户提供更便捷、体验更友好、简单高效的科学计算服务。用户通过访问网页即可输入计算参数、提交任务、查看执行结果并集中管理不同应用的计算任务和历史数据,无需安装相关工具或者记忆操作命令。该方案设计充分考虑了应用间的差异性,拥有良好的扩展性,易于部署和迭代,同时拥有良好的安全性。