自动并行编译新技术

自动并行编译为并行化现有的串行程序及编写新的并行程序提供了重要的支持 ,因此 2 0多年来一直受到重视 .近几年来 ,自动并行编译技术的研究进展 ,包括在依赖关系分析、程序变换、数据分布和重分布及调度等方面的进展 ,将自动并行编译进一步推向了实用化 .该文介绍了自动并行编译技术的最新进展 ,并提出了进一步的研究所要解决的问题.     

程序自动并行化系统中IR的面向对象设计

从构造一个高性能的程序自动并行化系统的需求出发,介绍了程序自动并行化系统ＡＧＡＳＳＩＺ中ＩＲ（ＩｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅＲｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ）的设计原则与设计方法,阐明了此种ＩＲ的设计给整个程序自动并行化系统的设计所带来的便利。     

面向神威高性能多核处理器的并行编译优化方法

在神威高性能多核服务器上,自动并行化编译系统为识别和申明程序中的并行性,产生的OpenMP程序没有经过充分的优化,其采用简单的fork-join模型,存在大量的并行循环嵌套,导致运行效率低。为提升自动并行化编译系统产生的OpenMP程序的运行效率,提出一种并行域重构优化技术。并行域重构技术通过合并程序中的并行域和扩展嵌套循环中的并行域范围,减少OpenMP程序的并行域数目,降低线程组频繁创建和合并等控制开销,将简单fork-join模型的OpenMP程序转换为性能更为高效的单程序多数据模型的OpenMP程序。实验结果表明,在新一代神威高性能多核服务器SW1621平台上,并行域重构技术在NPB3.3-OMP测试集和SPEC OMP2012测试集上的运行效率分别提高了10.77%和7.94%的,可有效提升自动并行化编译系统OpenMP程序的执行效率。     

基于线程的Java程序自动并行转换技术

Java程序的并行化研究是一个重要课题.提出一种Java程序的自动并行转换技术,并充分利用Java语言本身提供的多线程机制,通过操作冲突性检测等方法将串行化的Java程序自动转化成并行化程序.使得转化后的并行化程序在多处理机操作系统的支持下,能在共享内存的多处理机系统上运行,从而提高了程序的运行效率.     

并行程序自动优化虚拟化框架

支持程序自动并行化的本质是判定相互之间不存在相关的代码块,因此如何精确地获取包括控制流图和数据流图在内的程序运行时行为成为程序自动并行化的基础.将虚拟机技术运用于并行程序优化领域,设计了基于虚拟机的程序自动并行化框架Vapor,提出了基于二进制翻译技术的超块指令置位替换策略(super block-based in-p...     

程序自行并行化系统中IR的面向对象设计

从构造一个高性能的程序自行并行化系统的需求出发,介绍了程序自动并行化系统ＡＧＡＳＳＩＺ中ＩＲ的设计原则与设计方法,阐明了此种ＩＲ的设计给整个程序自动并行化系统的设计所带来的便利。     

面向CAD的程序自动并行化工具APFC

针对并行处理的热点问题,本文分析了面向ＣＦＤ的程序自动并行化工具ＡＰＦＣ。ＡＰＦＣ实现了数组共享变量的识别和相关性分析,能够自动搜索贴内同步和通信点,并自动生成并行划分后的节点源程序。经ＡＰＦＣ处理的程序有很好的可移植性和较高的并行效率。     

面向规则DOACROSS循环的流水并行代码自动生成

发掘DOACROSS 循环中蕴含的并行性,选择合适的策略将其并行执行,对提升程序的并行性能非常重要.流水并行方式是规则DOACROSS 循环并行的重要方式.自动生成性能良好的流水并行代码是一项困难的工作,并行编译器对程序自动并行时常常对DOACROSS 循环作保守处理,损失了DOACROSS 循环包含的并行性,限制了程序的并行性能.针对上述问题,设计了一种选择计算划分循环层和循环分块层的启发式算法,给出了一个基于流水并行代价模型的循环分块大小计算公式,并使用计数信号量进行并行线程之间的同步,实现了基于OpenMP 的规则DOACROSS 循环流水并行代码的自动生成.通过对有限差分松弛法（finite difference relaxation,简称FDR）的波前（wavefront）循环和时域有限差分法（finite difference time domain,简称FDTD）中典型循环以及程序Poisson,LU 和Jacobi 的测试,算法自动生成的流水并行代码能够在多核处理器上获得明显的性能提升,使用的流水分块大小计算公式能够较为精确地计算出循环流水并行时的最佳分块大小.自动生成的流水并行代码与基于手工选择的最优分块大小的流水并行代码相比,加速比达到手工选择加速比的89%.     

基于SUIF自动产生具有OpenMP编译指示的并行程序

介绍了如何基于SUIF实现具有OpenMP编译指示的自动并行化工作,即利用SUIF系统所提供的遍(pass)、注释(annotation)和C抽象语法树等技术,通过对类Ctrec的修改,把并行注释转化为OpenMP编译指示,实现由串行程序到并行C程序的自动生成。     

面向DSWP并行的OpenMP任务调度机制的扩展与实现

多核处理器能够提升多线程程序的性能,但早已存在的诸多单线程程序无法从中获益,程序员也习惯于编写单线程程序.自动并行化技术是将单线程程序移植到多核上的重要手段,但是当循环中存在无法确定的数据依赖或复杂的控制流时,传统的自动并行化技术无法取得良好效果.Ottoni等人针对传统自动并行失败的循环提出了Decoupled Software Pipelining(DSWP)算法用以实现指令级的细粒度并行,但其需要对处理器体系结构的深入了解以及对核间通信队列和专用指令的硬件支持,并行性能和应用广泛性受到限制.基于OpenMP应用编程接口实现的DSWP并行不依赖于硬件上对核间通信队列和专用指令的支持,且不受平台的限制,但现有的OpenMP任务调度机制无法满足DSWP并行中对任务调度的需求.对现有的OpenMP任务调度机制进行扩展,增加了任务与线程绑定的属性,保证了基于OpenMP的DSWP并行程序的正确执行.在GCC的OpenMP运行库libgomp中扩展了任务绑定属性子句的功能,扩展后的GCC作为OpenMP DSWP程序的基础编译器,为自动并行提供支持.通过对基准测试集NPB3.3.1的测试表明,传统自动并行失败的循环,经OpenMP DSWP自动并行后在双核处理器上平均加速比达到1.23以上;使用添加了OpenMP DSWP算法的Open64编译器生成的并行程序,与仅使用传统自动并行方法的Intel 编译器和Open64编译器所得程序相比,平均加速比分别高出22％和26％.     

引入趋近律的功率因数校正滑模控制仿真研究

提出一种引入趋近律的滑模变结构控制(SMVSC)方法来实现有源功率因数校正(APFC),减少电流的谐波成分.SMVSC是一种解决非线性时变系统(如APFC系统)问题的良好办法,但是实际应用中SMVSC的"抖振"现象问题必须要解决好.引入趋近律来削弱APFC系统在滑模控制中的"抖振"现象,并且依此推导出了控制APFC系统中的功率开关的PWM占空比.采用Matlab平台进行仿真验证控制策略控制APFC电路几乎得到单位功率因数,同时超调减小、响应时间缩短.     

模型偏差控制在有源功率因数校正中的应用

在有源功率因数校正(APFC)控制系统中引入模型偏差控制思想,采用模型偏差控制方法消除APFC系统在实际应用中的抖振问题,根据APFC状态方程得到PWM信号的占空比,并以单相Boost-APFC为例进行了Matlab仿真。仿真结果表明,采用模型偏差控制的APFC控制系统校正效果好,超调小,响应时间短。     

有源功率因数校正电路的设计

主要介绍了有源功率因数校正(APFC)的工作原理、电路分类。设计了基于UC3854芯片的一种有源电路功率因数校正电路方案,着重分析了电路参数的选择和设计。实践证明采用APFC后,输出电压纹波大大降低,实现了功率因数校正。     

基于MATLAB的有源功率因数校正系统的建模与仿真

有源功率因数校正器(简称APFC)现在广泛地使用在交—直电源变换电路中,以消除电力系统的谐波,提高功率因数。而在校正器中采用新的控制算法或技术,可以更好地达到消除电力系统的谐波、提高功率因数的目的。通过MATLAB/SIMULINK对所研究对象的模型进行功能仿真、验证,将验证通过的控制器模型直接自动生成微处理器目标代码,并下载到目标微处理器中进行实际控制效果的评估。这样,可以大大提高开发新的控制算法的效率。本文主要介绍基于MATLAB的有源功率因数校正系统的功能仿真、验证,从而对下一步将控制思想移植到数字信号处理器(DSP)中做好充分准备。     

两种高功率因数开关电源设计的比较

针对传统开关电源因输入电路采用不可控二极管或相控晶闸管整流而存在输入电流谐波含量大、功率因数低的问题,提出了两种高功率因数开关电源的设计方案,分析了采用APFC技术和PWM整流技术来提高开关电源功率因数的原理,并采用Matlab7.6仿真软件对单相全桥电压型PWM整流电路和APFC电路进行了仿真。仿真结果表明,基于PWM整流技术的开关电源能更好地实现高功率因数,减少谐波电流。     

基于模糊自适应分数阶PIλ的APFC控制策略研究及仿真

为解决不间断电源中整流环节对电网产生的谐波污染问题,提高网侧功率因数,基于Boost型单相功率因数校正电路,将分数阶理论、模糊控制理论与传统PID控制器相结合,应用到有源功率因数校正(APFC)系统中,使其具有更好的鲁棒性和较快的动态响应速度。在MATLAB环境下对APFC电路进行搭建,并利用Simulink库中的Fuzzy单元设计模糊控制器。通过系统仿真对控制效果进行验证,结果表明:引入模糊和分数阶控制的APFC系统具有总谐波畸变率(THD)低,动、静态性能良好等优点。     

APFC在感应加热电源中应用的仿真分析

传统的串连感应加热电源中DC/AC逆变电路的输入一般为不控整流桥AC/DC变换后的脉动直流电压,通过大电容C0滤波虽然可以获得较为平滑的直流电压,但却导致了整个感应加热电源效率降低、谐波分量大等一系列缺点.该文提出一种采用APFC技术的感应加热电源,讨论了功率因数矫正的方法,并在系统建模和理论分析的基础上,对此感应加热电源进行了计算机仿真分析.结果表明,引入APFC（有源功率因数校正器）技术的电源可实现功率因数接近于1,总谐波分量THD〈5%.     

面向云测试的并行测试用例自动生成方法

为实现云计算环境下的高效软件测试,提出一种Web 应用系统功能测试的并行测试用例自动生成方法。该方法首先根据场景流图采用深度优先遍历算法生成并行测试路径,录制组合产生并行测试脚本,并进行参数化处理;然后,使用基于搜索的软件测试(SBST)方法自动生成可经过目标路径的有效测试数据集,脚本与数据耦合形成大量可并行部署的自动化测试用例。为验证方法的有效性设计了自动化云测试原型系统。实验结果表明,该并行测试用例自动生成方法可以高效地为云平台提供测试用例输入,提高测试效率。     

基于插桩技术的并行程序性能分析方法设计和实现*

介绍了一种异构环境下的并行调试及性能分析工具ParaVT的设计方法和实现.通过对并行程序源代码的分析处理,利用自动插桩模板插入用于调试和性能分析的用户代码,从而对并行程序进行断点调试和性能参数收集,达到进一步优化程序设计的目的.     

一种高效反激式开关电源的设计与性能测试

采用有源功率因数校正(APFC)芯片TDA4863及DC/DC变换器芯片NCP1207设计了一种实用反激式开关电源。样机实验结果表明,所设计开关电源的功率因数高于0.95,整个电源系统的效率>85.8%,且总谐波电流畸变率<3.75%,电磁污染程度较低,因而此电压具有较高的实用价值。