基于多核处理器的文本并行搜索技术研究

计算机大容量硬盘及大数据的海量内容导致硬盘存储的信息越来越多,这给数据挖掘、敏感信息发现等技术提出了新的挑战。针对这一问题,本文基于当前计算机普遍采用的多核CPU处理技术,研究分析了文本分割技术,对C＋＋AMP异构并行编程模型和多线程并行编程模型进行了分析比较,提出了一种基于多核处理器的并行搜索技术,以达到提高文本匹配搜索速度的目的。     

并行编程模式及分析

讨论了主从模型、单控制流多数据流、分治策略、数据流水线、投机策略、混合模型六种并行编程模型的结构和工作方式、性能及特点,分析统计了大量应用程序。指出了并行程序设计中,并行编程模式的选择直接影响了并行程序的正确性和效率,而主从模型和单控制流多数据流在整体性能上最优,程序执行效率也最好,是两种最常用的并行编程模型。     

Cell处理器结构概述

系统阐述了典型多核处理器Cell处理器的结构,详细介绍和分析了Cell处理器结构设计特点,如异构结构设计、电源功耗设计、存储访问设计和互连总线设计等;介绍了Cell处理器编程模型和应用划分模型,最后介绍了Cell处理器发展现状及趋势.Cell处理器独特的设计为多核处理器结构设计和关键技术研究提供新的设计思路和方法,具有很好的参考和指导意义.     

水质预报系统的MPI+OpenMP并行优化研究

OpenMP(Open Multi-Processing)能够在共享存储环境中获得理想的并行性能,MPI+OpenMP混合并行编程模型更贴近于多核心集群的体系结构。在多核心集群上进行实验,混合模型相对串行程序可缩短95%的运算时间,加速比超过20。实验结果表明,该混合模型比纯MPI并行的系统具有更优的加速比和扩展性,是对纯MPI并行系统的一种改进。     

以Matrix-3000为例研究面向裸金属加速器的异构多线程编程模型（英文）

随着处理器设计转向使用专门的异构多核以避免功耗墙的影响,软件开发人员发现很难处理这些处理器系统的复杂性。以Matrix-3000为代表的新型处理器具有复杂的内存层次结构和处理器组织,是为下一代E级超级计算机设计的高性能处理器。本文分享了我们为Matrix-3000开发的并行编程模型及其支持编译器和库的经验。为了帮助软件开发,我们从头开始开发了一个针对Matrix-3000的软件栈,包括一个低层次的编程接口和一个高层次的OpenCL编译器。该低层次编程模型为使用Matrix-3000的裸金属加速器提供了原生编程支持,而高层次模型允许程序员使用OpenCL并行编程标准。我们详细介绍了该软件栈的设计选择,并强调了从开发系统软件中学到的经验教训,以实现裸金属加速器的高效程序编写和性能解锁。我们的编程模型已经被部署到一个E级原型系统的生产环境中。     

Level set函数快速步进并行重构的分区优化

为进一步提升Level set函数重构的分区并行重构效率,本文采用均分交界面方式进行分区,并保证生成内边界重构节点数量最少。通过运用基于共享存储并行编程(Open MP)多线程技术的并行计算模型,实现圆球、Zalesak球和哑铃等值面的并行重构。计算结果表明:新分区方法能平衡子区域间计算荷载,减少子区域间信息传递次数和节点回滚次数,与均分区域方法相比,新分区方法能够获得更高计算速度,具有更好的实用性和可扩展性。     

基于多目标并行基因表达式编程的电路演化算法

为提高数字电路演化的效率和成功率,在并行基因表达式编程的基础上,对电路设计中涉及的多个目标进行了定义与量化,并针对这些目标提出基于多目标并行基因表达式编程的电路演化算法(MPGEP).主要工作包括:1)设计演化电路中的GEP编码;2)利用OpenMP设计基于通用多核处理器的并行基因表达式编程模型;3)定义和量化电路演化的多个目标,利用非支配排序和适应度共享策略来提高搜索方向的空间均匀性;4)通过数字电路演化实验证明,与传统的GP和GEP算法相比,MPGEP算法不仅进化时间减少了86.1%和31.4%,同时还能得到更简单和实用的电路,得到最优电路比率提高了50.4%和38.9%;与多目标串行电路演化算法MGEP相比,MPGEP算法的进化时间减少了48.7%;与并行电路演化算法PGEP-MC相比,MPGEP算法得到最优电路的比率提高了38.3%.     

ER模型的逻辑表示途径

利用Answerset编程表示ER模型,从而为ER模型提供了一种新颖的逻辑表示途径。首先,完成ER模式的语法与语义定义;其次,利用Answerset编程实现ER模式的逻辑编程表示,并且这里的编程可自动实现;最后,完成以上表示的合理性证明。工作不仅克服了ER模型作为图形化工具的缺陷,使得它具有了自动推理能力,而且也为利用ER模型实现异构数据库之间的语义协作奠定了理论基础。     

面向异构系统的OpenMP程序自动生成

异构系统的应用日益广泛.对一般的应用程序员而言,在异构体系结构上开发出高性能的应用程序并非易事.对OpenMP编程模型进行扩展,添加了适用于异构系统存储模型的编译子句;以Open64编译器为基础,实现了包含扩展子句OpenMP并行程序的自动生成.测试结果表明,自动生成的扩展OpenMP并行程序能够在异构系统上获得明显的性能提升.     

基于混合编程模式的Jacobi迭代并行算法

为了提高Jacobi迭代法在集群中解线性方程组的计算速度,在Jacobi迭代法中引入MPI＋OpenMP混合编程模型,基于该模型,在集群中实现混合并行设计,分析Jacobi迭代法并行性,在已有的串行迭代基础上,实现并行算法,可有效改善系统性能,提高计算速度。     

Study of the scalable heterogeneous parallel out-of-core higher order method of moments

To achieve the across-nodes technology of the heterogeneous parallel method of moments (MoM), a parallel MoM programming model is studied on CPU/GPU and CPU/MIC heterogeneous platforms. By utilizing the CONTEXT technology in the CUDA which contains the GPU common programming criterions, and the concept of environment variables in MIC, a general heterogeneous parallel programming model for the CPU/GPU and CPU/MIC is proposed, which meets the static load-balancing for the across-nodes heterogeneous parallel MoM. Numerical results show that the heterogeneous parallel MoM codes based on the proposed parallel programming model can obtain ideal speedup and good scalability.     

计算机物资调运系统的设计与算法

计算机物资调运系统适用于轻工业原材料、粮食、煤炭、钢材、石油等大宗物资在大范围的调拨运输。该系统将动态规划、线性规划、贪婪决策等算法有机地结合在一起,形成一个具有多种功能的独立系统。在动态规划部分采用上之角矩阵,大幅度节约了计算机内外存资源。在线性规划、联运优化等部分,设计出自动查找成本值或里程值的过程,简化了数据输入手续。本文着重论述该系统的设计思想,同时对一些重要的算法进行理论分析和探讨。     

并行可视化编程环境浅析

当前有不少并行可视化编程环境采用了不同的手段，有的以资源为中心，有的以用户界面为中心，还有的以输入输出为中心。本文中列出了三个典型的并行可视化开发环境，并对它们的模型进行了讨论，同时分析了它们的主要优点。通过对这些模型的分析，总结了它们的处理方法。     

线性方程组并行迭代解法的新思路

针对求解大型线性方程组,利用改进后的MGS方法和分治策略,给出了一种求解任意相容性线性方程组通解或不相容性线性方程组最小二乘解通解的并行数值方法,分析了该方法的复杂性和数值稳定性,探讨其基于MIMD分布式存储或分布共享存储模型的消息传递并行算法的设计方法。     

数控系统编程模型研究

为了实现数控系统互操作和跨平台集成,研究了基于Web服务的数控系统编程模型,分析了数控功能、数控网络编程技术和数控系统的Web服务实现等核心问题,构造了XML Sechema数控功能模型,提出了一种新的基于XML Web服务的数控系统编程模型,构建了包括服务请求层、服务提供层和服务监控层的该模型的系统体系,对每层的功能以及软件架构进行了研究,实现了数控系统应用层和设备层的Web服务开发.实验系统验证表明,基于Web服务的数控系统编程模型解决了数控系统的互操作性,支持互联网上异构系统的跨平台、跨地域无缝集成.     

An Object-Oriented Robot Programming and Simulation System

ＡｎＯｂｊｅｃｔ－ＯｒｉｅｎｔｅｄＲｏｂｏｔＰｒｏｇｒａｍｍｉｎｇａｎｄＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍＺＨＡＯＣｈｕｎｘｉａ；ＦＵＹｉｌｉ；ＷＡＮＧＳｈｕｇｕｏ；ＷＵＪｉｎｇ；ＣＡＩＨｅｇａｏ赵春霞，付宜立，王树国，吴菁，蔡鹤皋（ＲｏｂｏｔＲｅｓｅ...     

一种基于CPU-GPU异构计算的混合编程模型

在分析基于CPU-GPU异构计算模式程序开发面临的主要挑战和当前解决途径的基础上,设计了一种适用于GPU集群环境的、综合利用MPI、OpenMP、CUDA以及OpenGL API开发技术的混合编程模型,重点分析了混合编程模型的两种编程方式的实现原理,搭建了相应的实验环境并进行了对比测试。实验结果表明,使用混合编程模型设计的程序具有良好的性能表现和扩展潜力。     

非线性规划迭代线性化方法在圩垸除涝规划中的应用

本文根据洞庭湖圩垸除涝排水系统非线性规划数学模型的特点,借助离散微分动态规划(DDDP)的思想,利用线性规划(LP)的修正单纯形解法,提出了一种既简单有效,又比较节省计算机时的新的求解非线性规划问题的直接解法——“迭代线性化方法”。实例验证该法是可行的。     

点对点通信接口的并行实现

目的为了提高在广域网络上点对点通信的速度和流量，提出一种用并行程序设计实现点对点通信的方法．方法通过分析传统点对点通信算法的局限性，并研究同构和异构计算机系统中数据传输的特点，利用多线程程序设计方法，以及应用系统中事务可以并行执行的特性，实现并行传输数据．结果达到了在有限的带宽下提高网络数据通信速度和流量的目的．结论将并行运算技术应用于专门的数据通信，特别是通信主机使用多处理器主机，且使用专线连接通信主机时，能大大提高通信效率．该方法也适用于一般的点对点数据传输．