基于COW系统的并行求和算法研究

针对并行求和问题,在Linux环境下组建了一个COW系统,并介绍了在COW系统上的并行求和算法的设计和实现,分析了影响算法性能的因素并提出改进方法,最后给出了并行求和算法在改进前后的实验数据.实验结果表明,当n=2000000时,用改进的算法在两台联想启天4000上测得并行求和效率为80%,而算法改进前在相同的条件下测得并行效率为66.7%,并行效率明显提高.     

"NOW"环境下电路并行仿真算法的研究和实现

针对电路并行仿真,基于求解对角分块结构非线性系统的并行方法,提出并实现了"NOW"(Network Of Workstations) 环境下的一个并行计算模型.主要分析了该算法的并行特性、同步条件及"NOW"环境并行性能关键影响因素.文中提出了一种启发式的静态、动态负载平衡算法,并在Linux平台下采用MPI消息库实现该并行模型.仿真结果表明该算法在"NOW"环境下能获得比串行算法较为可观的加速比.同时文中提出的负载平衡算法也比一些经典算法能更有效得平衡系统负载.     

多核处理平台上任务图模型的并行调度策略研究

凭借着高性能,低功耗的特性,多核处理器已经占据了目前的主要市场.提出一种多核处理平台上基于任务图模型的调度策略.建立了多核平台上任务图的空间与时间并行调度模型;针对任务图的空间并行与时间并行调度模型提出了并行节点合并、分配的优化算法与流水线并行的优化算法.最后,提出将优化的空间与时间并行调度技术相结合的并行调度策略.通过实验验证,本文提出的算法比其他多核并行调度算法降低了处理器核心间的通信与同步开销,提高了系统的计算效率与吞吐量.     

基于MPI的新型GRASS并行处理技术与体系结构研究

在总结国内外学者对并行GIS研究成果的基础上,通过对GRASS数据特征与典型算法的分析,分别给出栅格和矢量数据的数据并行策略,从数据并行角度,提出了相关处理算法整体并行的思路与新型GRASS并行系统架构.通过部分栅格与矢量GIS算法的并行化实验,初步验证其正确性和有效性,分析其适用性及优缺点,并提出下一步改进设想.该方法一方面提出了一种基于MPI的GRASS软件系统并行化的新思路,另一方面作为利用原有GIS软件系统快速搭建并行GIS实验平台的途径之一,具有工作量小,成本低的优点.     

GF(p)上椭圆曲线密码的并行基点选取算法研究

提出一种GF(p)上椭圆曲线密码系统的并行基点选取算法,该算法由并行随机点产生算法和并行基点判断算法两个子算法组成,给出了算法性能的理论分析和实验结果.结果表明:各并行处理器单元具有较好的负载均衡特性;当执行并行基点判断算法,其标量乘的点加计算时间是点倍数计算时间的三倍时,算法的并行效率可达90%.因此该算法可用于椭圆曲线密码(Elliptic Curve Cryptography,ECC)中基点的快速选取,从而提高ECC的加/解密速度.     

并行VOD系统中视频存储的可靠性研究

从并行VOD系统出发,通过分析比较当前流行的视频存储方案,提出了一种向前恢复算法.此算法考虑到了硬件失效,可保证系统在故障发生时能马上接近断点传输数据,提高了系统的可靠性.以并行VOD系统数据节点为背景,阐述了其实现过程.     

基于GSPN和人工免疫算法的并行测试任务调度研究

针对ATS中并行测试任务调度复杂、难以优化的问题,提出了一种广义随机Petri网和人工免疫算法相结合的任务调度优化算法.首先对并行测试系统建立广义随机Petri网(GSPN)模型,然后将激发的变迁序列集作为并行测试任务调度路径;将免疫克隆选择算法(ICSA)应用到并行测试系统任务调度问题中,并提出一种自适应克隆选择算子,搜索最优任务调度路径,得到以测试时间最短为目标的最优任务调度方案.用某型雷达接收机并行测试系统对该算法进行仿真验证,结果表明,与改进的混合遗传算法(IHGA)相比,该算法能够便捷地得到任务调度最优序列,且测试效率更高.     

适用于异构集群的混合并行流线生成系统

流线是流场可视化的主要方法之一,而针对大规模流场的流线生成由于计算量大往往需要采用高性能计算机这样的并行计算环境结合并行化算法以实现计算加速.在当前异构计算系统越来越普遍的情况下,为了充分利用并行异构计算环境的计算能力,实现更高效的并行流线生成,本文采用了基于数据并行原语结合分布式消息通讯的技术架构,设计了一套适用于异构集群的混合并行流线生成系统,并在此基础上针对数据分块、数据冗余化及进程通讯策略等方面进行设计,提出并实现了一套并行粒子追踪算法.该系统被部署于国产超算平台上,并针对大规模CFD流场模拟结果数据可视化应用开展了实验.本文给出了相关实验结果,分析了核心并行算法的速度性能、可扩展性以及负载均衡等方面情况,说明了系统及算法的有效性和可扩展性.     

在DSP处理器上并行实现ATR算法

介绍了由DSP芯片构成的多处理器并行系统的结构和性能以及在多处理器并行系统上并行实现ATR算法需要考虑的主要问题,着重研究了在指令级并行DSP处理器上实现ATR算法的并行化软件开发方法,对ATR算法的实用化和工程化具有重要的参考价值。     

悦耳的音乐从何处来——音箱部件大阅兵

本文详细讨论了串行快速排序的并行化过程,并在Windows2000 Professional和MPI群集系统的基础上实现了并行快速排序算法,然后对算法的性能进行分析和改进.     

高速全数字解调中并行载波同步的研究

载波同步是解调系统中的统解调系统,对全数字系统的中频采样、并行化结构进行了介绍,并针对载波同步技术的并行化应用进行了分析,给出了适应并行系统的并行载波同步算法.最后利用Matlab软件中的Simulink工具进行系统和载波同步模块的仿真,并给出仿真结果和主要指标,证明了本研究具有实用意义.     

基于嵌入式GPU的汗孔识别算法并行设计

基于NVIDIA Jetson Tx2平台,结合OpenCV计算机视觉库与计算统一设备架构(CUDA)程序设计,对汗孔特征提取与匹配算法实现了并行设计.实验结果表明:并行设计算法能够实现最多180倍的加速,推动指纹匹配算法在嵌入式系统领域的应用.     

基于FPGA并行+拆分查找表分布式高阶FIR的设计与实现

为了整合串行、并行、拆分查找表三种主要分布式算法在存储器占用和时钟周期利用上的优缺点,提出了一种利用并行+拆分查找表分布式算法实现高阶FIR滤波器的方法.对分布式算法的串行、并行和拆分查找表结构进行比较说明,通过分析计算,阐述了新提出的并行+拆分查找表分布式算法的优势.介绍了以FPGA为核心器件及其他国产元器件搭建实现的系统硬件电路,元器件国产化率高达100％.同时,利用Matlab软件进行理论仿真,最后应用网络分析仪测试高阶FIR滤波器的幅频特性,验证了该算法的有效性和实时性.     

一种支持通用θ-Join的并行查询处理机制

并行查询处理,特别是并行连接查询处理技术是并行数据库中的关键技术.然而,目前的并行查询处理方法尚存在着一些局限性,如绝大多数的并行Join算法依赖于Hash方法对数据进行分治,因此只能支持等值Join等查询类型.为了解决这一问题,提出了一种基于伪半连接的通用θ-Join查询处理算法,并给出了基于查询语法树及并行执行计划的并行数据库通用查询处理方法.在此基础上,实现了一个并行分布式数据库原型系统PD-DBMS,实验结果表明,此方法提供了良好的并行查询处理性能.     

基于COW系统的并行求和算法研究

针对并行求和问题,在Linux环境下组建了一个COW系统,并介绍了在COW系统上的并行求和算法的设计和实现,分析了影响算法性能的因素并提出改进方法,最后给出了并行求和算法在改进前后的实验数据。实验结果表明,当n=2000000时,用改进的算法在两台联想启天4000上测得并行求和效率为80%,而算法改进前在相同的条件下测得并行效率为66.7%,并行效率明显提高。     

多核系统下并行节点复制垃圾收集算法

为了提高垃圾收集效率,减少用户程序等待时间,提出了一种在多核系统下基于LISP2算法的并行节点复制算法。该算法通过把LISP2算法的4个垃圾收集阶段分别并行化来实现并行垃圾收集。实验结果显示,该算法在多核系统下能有效提高垃圾收集效率。     

蚁群算法的并行性研究

并行计算作为现代计算机的一种重要的计算方法,在很大程度上优化了蚁群算法的计算过程.蚁群算法本身隐含着一定的并行性,从本质上来说,蚁群算法是以并行式的协同优化计算方式为特征,利用并行计算求出最优解.本文重点讨论蚁群算法的并行实现,并通过一个仿真实验验证并行优化蚁群算法在解决一个具有时变动态、连续、多输入、非线性系统的最优控制问题上的最优解决方法,得出蚁群算法在加速比上更具有优势.     

基于统一结构的并行混合放疗计划优化策略

为了满足适形调强放疗对治疗计划逆向优化计算的需要,针对靶区定义的复杂情况构造了新的目标函数.以模拟退火算法和遗传算法优势组合为例,研究了逆向放射治疗计划并行混合优化策略,给出了基于统一结构的并行广义邻域搜索混合优化算法,并在多CPU、多核计算机上实现了这一算法.描述了用该并行混合优化算法计算的数字体模和5个临床病例的例子,获得了满意的结果.结果表明,这种优化算法有效、实用,为开发新型并行混合优化算法建立了平台,为把商业化的三维适形放疗计划系统进一步发展为生物导向的放疗计划打下了基础.     

一种基于谱理论的并行特征选择算法

基于谱理论的特征选择算法FSST优先选择最具有局部信息保持能力和全局区分能力的特征.在实验分析该算法的基础上,采用分治策略对该算法最耗时的部分(规范化数据,构造Laplacian图和计算特征得分)进行并行化,从而提出一种基于谱理论的并行特征选择算法PFSST(Parallel Feature Selection with Spectral Theory),在多核系统上的实验证明了PFSST的并行有效性.     

基于PDES的弹性周期同步算法研究

并行分布仿真对复杂大规模动态系统的研究以及探索其长远的应用提供了便利,近年来日益成为研究的热点.然而时间同步管理是关注并确保并行分布仿真正确执行的一种机制,它不但要确保正确的执行因果逻辑关系,而且要保证仿真系统的可重复性.时间管理是影响并行分布仿真系统高效运行的重要因素之一.文章首先指出了常用乐观时间同步机制固有的缺点;其次重点描述了事件推进限这一重要概念及弹性周期同步算法的设计与实现;最后对弹性周期同步算法的性能进行了较为深入的探讨.首先对该算法进行了定性的综合评估,随后详细讨论了弹性周期同步算法的关键性能参数M的定量理论分析与推导.