服务器市场新闻

上海超级计算中心导入NAG算法库 加强数值计算与分析服务 本刊消息,上海超级计算中心（SSC）近日已经与英国Numerical Algorithms Group（NAG）公司签约,导入具有自主性、开创性、高性能之数值分析工具NAGSMP算法库、NAG并行算法库、NAGC算法库与NAG Fortran编译器等产品,以强化其对科研界、金融界与制造业的服务。     

智慧洪水概率预报平台

利用最新的数值模拟和数理统计技术,研制洪水概率预报、预报不确定性降低控制和洪水风险评估等智能洪水预报模型。基于标准化链接、模型适配器技术和XML语言等平台开发新技术,创建多功能、多终端组件式洪水概率预报智慧平台,并在淮河进行实际应用,结果表明:洪水预报误差平均降低约6.2%,预报精度达90%,概率预报与数值天气预报耦合后,相同等级预报精度下洪水预见期延长3d以上,可为"控制洪水-洪水管理-洪水风险管理"理论与实践提供科技支撑。     

基于SCILAB的多精度算法研究与实现

当前,通用处理器一般支持64位浮点运算,在大规模和长时程数值计算中,由于浮点运算的舍入误差累积效应,可能导致数值结果不可信。因此,有效控制误差,设计高精度、高效可靠的浮点数值算法至关重要。基于SCILAB软件平台,通过使用无误差变换和double double数据格式,实现了高精度的算法库。对幂指数、Bernstein和Chebyshev基多项式函数估值,在Intel平台和国产飞腾处理器平台上进行了数值实验,实验结果证实了该高性能数值算法库的有效性。该多精度算法库具有独立知识产权,可有效应用于国产自主可控处理器平台,为国家重大科研项目提供技术支持。     

足球视频中球员检测的研究

用基于内容的视频分析方法库和应用方法库对足球视频中的球员的检测进行了研究并完成了视频分析的方法库的实现。算法库主要整合了光流法、边界检测算法和Mean shift算法,并且设计和实现了足球视频的球员检测算法。它包括基于背景的球员检测算法、基于边界的球员检测算法和基于多帧识别的球员检测算法。基于以上研究,设计并且实现了视频分析工具VCAP。最后对检测效果进行了测试,取得了比较满意的结果。     

面向RISC-V向量算法库的自动化测试方法

RISC-V因其精简、开源、可定制的特点受到学术界和工业界的广泛关注,围绕RISC-V的软件生态也在逐步完善。2021年9月,RISC-V委员会发布了1.0版本的向量指令集规范（RVV）,为面向RISC-V的数据级并行优化提供了标准,且部分算法库（如OpenCV）已有面向RVV的移植工作。算法库的开发移植是基于明确的函数原型和语义规范,通常将具有基础（标量）版本的代码实现作为参考,开发的向量版本算法需要符合规范以保证算法库的兼容性。本文提出了一种面向RVV算法库的自动化测试方法,通过对算法函数原型进行解析生成符合规范的测试数据,将向量算法库的测试结果与参考实现对比分析给出测试结论,从而实现算法库的自动化测试。与传统的自动化测试框架相比,本方法无需手动编写测试用例,也无需提供待测目标的设计规范。实验表明,本方法可快速、有效地对RVV算法库进行测试。     

基于数据集市的渤海海冰数值预报系统的设计与实现

以Visual Studio 2008和Visual Fortran 8.0作为平台开发基于数据集市的渤海海冰数值预报系统。系统将海冰数值预报所需的初始场、数值预报模式、数值预报结果展示等集成到同一平台下,以庞大的北海区海洋观测预报综合数据集市为基础,形成了"初始场输入-预报参数输入-数值模拟计算-成果展示"的完整链条。     

气象高性能计算环境中模式协同研发管理

面向气象科学的数值预报模式的研发过程是一个多学科交叉、持续改进型的复杂系统工程。在地球系统模式、E级计算和后摩尔时代的发展趋势下,气象数值模式研发协同面临更复杂的协同、更专业的计算平台调试分析、更广泛的共享应用等挑战。从以上需求和挑战出发,在气象高性能计算环境中,采用Git分布式技术、Python及工作流技术,建设气象数值模式研发协同管理支撑环境和标准,实现模式协同研发过程的管理、成果的集成共享和研发调试试验及分析一体化的支撑,以提升模式研发协同效率和业务化效率,保障研发成果的完整性和可跟踪性,提升大规模科学软件研发的管理能力。应用效果表明,本研究规范化了模式研发的协同过程,并建立流畅的协同支撑环境,提升模式迭代升级和业务化效率,能够为科学研究、科学计算等大型传统科学计算模型的持续研发改进管理及软件工程协同管理提供借鉴。     

基于ecFlow的海洋环境数值预报业务工作流管理

随着海洋环境数值预报的发展,业务流程的监控管理面临更多的挑战,也对业务监控人员提出了更高的要求.介绍了工作流管理的一般规范,在对ecFlow的监控机制和安装配置进行了阐述,针对海洋环境数值预报系统复杂的内部运算过程和日常业务运行需要进行了业务编排,实现了海洋环境数值预报业务系统的工作流管理,有效提高了数值预报业务运行维护的效率.     

采用耦合器组件的区域冰—洋耦合模式的实现

采用耦合器组件形式的耦合技术现已成为数值模拟中不同模式物理过程间实现复杂相互作用的主流方法。以美国阿尔贡国家实验室（Argonne National Laboratory）开发的模式耦合工具包（MCT）为基础构建了耦合器组件,并利用其实现了海冰模式CSIM5与区域海洋环流模式ROMS3在北极地区的耦合。耦合模式以多任务多数据（MPMD）并行方式运行,在采用Linux系统和pgi编译器的高性能微机及银河集群计算机系统下已实现利用其开展冰—洋相互作用数值模拟研究的功能。     

淮河洪水预报调度系统建设及在抗流域大洪水的应用

针对传统预报与调度系统分散独立建设,信息与模型共享耦合和互动反馈自动化水平不高,系统通用性、安全性、跨平台功能不足等方面的问题,利用跨平台系统开发框架Spring Boot技术,构建新一代淮河洪水预报调度系统。该系统以电子地图、实时雨水情数据库、专用历史洪水数据库、智能化洪水预报和调度模型为关键支撑,建立洪水预报和调度模型自动化的互联互馈和协同耦合机制,集成防洪形势自动分析、多模式河系洪水预报、多模式洪水联合调度等业务功能,实现预报调度一体化、调度决策智能化和过程可视化。该系统在2020年淮河流域性较大洪水中进行实际应用,结果表明:系统有效实现多场景、多工况情况下的洪水预报与工程调度的联合模拟分析,为防洪预报调度业务提供重要技术支撑。     

Approaching parallel computing to simulating population dynamics in demography

Agent-based modelling and simulation is a promising methodology that can be applied in the study of population dynamics. The main advantage of this technique is that it allows representing the particularities of the individuals that are modeled along with the interactions that take place among them and their environment. Hence, classical numerical simulation approaches are less adequate for reproducing complex dynamics. Nowadays, there is a rise of interest on using distributed computing to perform large-scale simulation of social systems. However, the inherent complexity of this type of applications is challenging and requires the study of possible solutions from the parallel computing perspective (e.g., how to deal with fine grain or irregular workload). In this paper, we discuss the particularities of simulating populating dynamics by using parallel discrete event simulation methodologies. To illustrate our approach, we present a possible solution to make transparent the use of parallel simulation for modeling demographic systems: Yades tool. In Yades, modelers can easily define models that describe different demographic processes with a web user interface and transparently run them on any computer architecture environment thanks to its demographic simulation library and code generator. Therefore, transparency is provided by two means: the provision of a web user interface where modelers and policy makers can specify their agent-based models with the tools they are familiar with, and the automatic generation of the simulation code that can be executed in any platform (cluster or supercomputer). A study is conducted to evaluate the performance of our solution in a High Performance Computing environment. The main benefit of this outline is that our findings can be generalized to problems with similar characteristics to our demographic simulation model.     

基于Internet的多用户共享虚拟环境框架的研究

多用户共享虚拟环境是指网络化的协同虚拟现实系统，在该环境中多个用户之间通过各自的三维图形表示实现在虚拟环境中的多人感知，用户之间的交互以及对虚拟对象的协同操纵，在综合分析现有系统以及Internet的开放性标准化需求基础上，提出了一种基于Internet的多用户共享虚拟环境解决方案，即多用户共享虚拟环境框架（multi-user shared virtual envitonment framework,MSVEF)，该框架描述了多用户虚拟环境的体系结构，定义了基于XML的相关交互协议，通过在原型系统中的初步应用，证明该框架可以支持不同网络平台的用户在同一个虚拟场景中的再现与交互。     

Visual numerical environment: reference models, methods and tools

The paper presents a few fundamental components of a visual numerical environment for handling computational simulations: the reference models representing the ideal basis of its development, the grid generation cycle coupling numerical methods and visualization techniques, and an integrated system of software modules for user applications. Along with the reference model of the whole simulation cycle, submodels detail relationships among numerical and visual processes. Focusing on the grid generation subcycle, multigrid grid generation, basic grid visualization and analysis are described. The model is applied to classify methods and tools as a means of validation. Stepwise lists of object classes and instances are proposed. The model's consistency is verified with both method application and programming. Computational steering seems to be promising in realizing advanced visual numerical environments.     

海量气象数据实时解析与存储系统的设计与实现

气象数据是一种典型的非结构化数据,在实际应用中其日增量达数十TB,基于关系数据库和传统文件系统的解析、存储与访问模式已成为制约天气预报系统信息化发展的瓶颈之一。为满足全国天气预报平台MICAPS用户对实时数据的及时、快速查询,介绍了能够7*24小时稳定工作、支撑数十TB/天的数据实时解析系统。根据气象数据的多维模型和用户行为,采用非关系型分布式Key-Value数据库,设计实现了高性能海量数据存储系统。实践证明,数据实时解析系统和基于分布式非关系型KeyValue数据库的存储系统能有效满足海量实时气象数据存储、查询和应用需求。该系统已成为中国天气预报业务流程中的核心系统,体现了优异的功能和性能。     

汇编系统中多平台支持技术的研究

支持多语种,多平台是当前编译技术的发展趋势,它适应了当有计算机系统迅猛更新的需要,汇编系统作为多语种,多平台编译中必不可少的重要组成部分,是实现多平台支持的关键,文中提出了一个适用于不同计算机平台的多平台汇编系统的模型,在此基础上讨论了汇编系统中多平台支持技术的３个２要素;平台配置机制,指令系统支持方式和目标文件处理策略,并描述了相应的设计与实现方法。     

具有多优先级多服务网络的激励价格控制

运用Stackelberg对策中的激励原理,研究具有多优先级的多服务网络系统的价控问题。提出了具有管理者的用户两优先级的激励模型,给出了确定激励参数的方法。将此方法扩展到多优先级的情形,推导出互联激励参数矩阵。通过数值例子说明了激励价格策略的有效性。     

应用协同技术研究

应用共享技术可以将单用户的应用程序改造为分布式的多用户共享应用程序。但协作者只能串行工作,而且还存在一些问题并未彻底解决,以至于难以实际应用。文章首先在分析应用共享存在上述不足的原因的基础上,提出了“应用协同”的概念,以便能构造支持群体协同工作的工具,通过该技术,可方便地将仅支持个体工作的传统软件改造为支持群体协同工作的应用软件,而这种改造对传统应用软件和它的开发者来言是透明的。最后就基于该技术所构造的应用协同工具ACPBrush进行介绍。     

一个MDA支撑工具的设计与实现

MDA是OMG提出的用于解决中间件集成问题的软件开发方法。MDA开发方法以系统模型作为软件开发的主线。在这样的开发过程中,强有力的模型转换支撑工具是MDA思想能够得到广泛应用的关键。而从平台无关模型PIM到平台相关模型PSM的转换工具尤其重要。描述了一个从PIM自动转换到PSM的工具的设计思想。工具使用EDOC profile的一个子集作为PIM的描述方法,使用J2EE作为目标平台。基于一组从PIM到J2EE平台上软件模型的转换规则,工具实现了从PIM到J2EE平台上的PSM的自动转换。     

XMobile: A MB-UID environment for semi-automatic generation of adaptive applications for mobile devices

Ubiquitous Computing promises seamless access to information anytime, anywhere with different and heterogeneous devices. This kind of environment imposes new challenges to software development. For example, information and user interface should be adapted according to contextual characteristics such as user, environment, and access device. In case of device adaptation, the development challenge is related to the heterogeneity of the devices, which requires software engineers to create different versions for each type of device and every platform. This paper proposes a MB-UID (model-based user interface development) approach for semi-automatic generation of adaptive applications for mobile devices. An environment, called XMobile, offers a device-independent user interface framework and a code generation tool for providing fast development of multi-platform and adaptive applications according to device and platform features. A case study is also presented to illustrate how the environment can be used for constructing an application for heterogeneous devices with different network connectivity modes.     

On the accuracy of two analytical models for evaluating the performance of Gigabit Ethernet hosts

In this paper we develop and assess the accuracy of two analytical models that capture the behavior of network hosts when subjected to heavy load such as that of Gigabit Ethernet. The first analytical model is based on Markov processes and queuing theory, and the second is a pure Markov process. In order to validate the models and assess their accuracy, two different numerical examples are presented. The two numerical examples use system parameters that are realistic and appropriate for modern hardware. Both analytical models give closed-form solutions that facilitate the study of a number of important system performance metrics. These metrics include throughput, latency, stability condition, CPU utilizations of interrupt handling and protocol processing, and CPU availability for user applications. The two models give mathematically equivalent closed-form solutions for all metrics except for latency. To address latency, we compare the results of both models with the results of a discrete-event simulation. The latency accuracy of the two models is assessed relative to simulation in terms of differences and percentage errors. The paper shows that the second model is more accurate.