FDTD算法的网络并行运算实现

本文提出了FDTD方法在微机互连构成的机群(COW)并行计算系统上以消息传递方式执行的一种实现方案.组成了验证性的机群并行计算系统,以一维和三维典型算例验证了算法的可行性、正确性和高效性,为运用FDTD方法进行电大尺寸复杂电磁问题数值模拟计算提供了一条有效的途径,也为深入进行这方面研究奠定了基础.     

基于MPI双处理器ECC标量乘算法的并行化研究

本文借鉴串行范畴内椭圆曲线密码体制中原有的二进制标量乘算法,从并行计算的角度提高ECC中标量乘运算的效率、进而提高ECC的整体性能。本文设计了基于MPI双处理器标量乘算法并行执行模型。通过分析ECC中的二进制标量乘算法和并行的2r标量乘算法,分别给出了相应的改进标量乘算法设计与实现,改进算法有效地提高了标量乘运算的效率。     

并行射线跟踪算法及其在城市电波预测的应用

射线跟踪算法的计算量较大,耗时较长.针对这一问题提出并研究了对等模式和主从模式两类并行射线跟踪算法,结合MPI并行运算函数库,在局域网计算机簇中,实现了城市复杂微蜂窝环境的电波预测.结果表明,并行算法在精度相同的情况下,大大缩减了计算机运行时间.而且,主从模式在异类网络中具有更好的并行加速增益和负载均衡.     

基于Agent的并行文件系统交互模型设计

针对文件系统中数据访问效率较低的问题,利用Agent具有自主能力和预动能力的特性,提出了一种多Agent并行文件系统(MAPFS)的交互模型构建方法。将知识查询及操作语言(KQML)作为Agent的通信语言,通过定义Agent的元组结构,使用KQML原语描述了多Agent之间的交互。利用MPI技术动态地创建具有通信能力的独立自治进程来解决通信问题,同时使用接收Agent对消息的处理来解决语义问题,实现了MAPFS中的高速缓存Agent。实验结果表明Agent子系统的使用对于提高文件系统的效率是相当有效的。     

并行UTD算法及在机载天线分析中的应用

要实现对复杂环境的EMC分析,最大的障碍是计算量过大,耗时太长.本文提出MPI结合UTD的并行算法,实现了大型复杂飞行器机载天线的方向图特性分析.数值结果表明,并行UTD算法可以大大节省计算时间.这一方法为在小型机系统下实现大型EMC分析软件提供了坚实的基础.     

基于Hadoop的并行Apriori算法

针对经典Apriori算法及其改进算法不能有效处理大规模数据集,提出基于Hadoop-MapReduce编程模型的两种改进算法:HAprioriK,HApriori2。其中HAprioriK需要k个MapReduce Jobs,而HApriori2仅需要2个就能在整个数据集上找到频繁k项集,两种改进算法均充分利用了Hadoop平台的计算优势,可以轻松地处理大量数据。采用IBM的数据集进行改进算法有效性的研究,实验结果表明,HApriori2算法在不同规模的数据集和支持度下,能够有效地挖掘频繁项集,具有比HAprioriK更好的性能。     

基于MapReduce的并行k-modes算法

k-modes是一种代表性的分类数据的聚类算法。首先对k-modes聚类算法的实现过程进行了改进:通过在分配数据对象到簇时更新这个簇中各个属性项的次数,使得在遍历一次全部数据对象就能计算出新的簇中心。为了使k-modes能够处理大规模分类数据,在Hadoop平台上用MapReduce并行计算模型实现了k-modes算法。实验表明:在处理大量数据时,并行k-modes比串行k-modes极大地缩短了聚类时间,取得了较好的加速比。     

容错的并行多重网格算法

高性能计算机上并行程序用到的结点越来越多,而在程序运行期间中发生结点失效的概率也随之增大.对于计算时间很长的程序,容忍结点失效的容错能力显得尤为重要.并行多重网格算法(MG)被广泛用于求解大型工程和物理问题中的偏微分方程组的数值解.为了实现MG算法的容错能力,提出了一种基于容错MPI的容错并行多重网格算法FT-MG.实验结果表明:FT-MG算法在引入少许开销的条件下实现了MG算法的容错能力.     

基于SPEA2和NSGA-Ⅱ算法的并行多目标优化算法

文章结合SPEA2和NSGA-Ⅱ两个多目标进化算法,基于岛屿模型,提出了一种新的并行多目标进化算法。该算法采用多线程实现,适合在多核处理器或机群系统上执行。实验结果通过与串行算法SPEA2和NSGA-Ⅱ比较证明了该并行算法的有效性。     

MPI在并行时域有限差分法中的应用研究

随着高性能计算技术的发展，并行计算已成为研究科学与工程技术问题的一种手段。删则是国际上最广泛使用的一种并行编程环境。电磁场数值计算方法作为一种优秀的电磁场数值计算方法，在计算大型问题时虽然占用资源多、花费时间长，但其拥有可并行化的特点。本文采用删实现了时域有限差分法的并行运算。通过实验验证了方法的可行性和高效性。     

高效率FDTD 网络并行计算研究

目前,时域有限差分方法（Finite Difference Time Domain,FDTD）在电磁数值计算中已获得了广泛应用。对许多复杂电磁问题,FDTD 算法需要耗费巨大的计算机计算时间和存储空间,这成为FDTD 方法亟待解决的难题。本文提出了应用基于消息传递(Message Passing)方式实现FDTD 的并行算法。并对基于MPI 不同通信方式的并行FDTD 进行了效 率比较。采用MPI2.0 单边通信方式中的put 操作和主动对象同步(PSCW)方式,在一套16 个节点的Beowulf 型网络并行计算机系统上,实现了三维FDTD 并行程序,获得了较高的加速比和并行效率。     

快速球谐函数展开的并行算法设计及实现

球谐函数展开是一种广泛应用的数学方法.在研究Rokhlin-Tygert球谐函数展开快速算法（RT算法）的基础上,扩充并完善了RT算法,建立了所有阶连带Legendre多项式展开系数的计算过程,进而研究了该算法的MPI并行策略并给出了RT并行算法.数值实验表明,RT算法的计算量随三角截断波数的增大而急剧增长;MPI并行技术能够有效提高其运算速度,较好地提升算法的整体性能,但并行效率会受多核处理器cache大小和访存带宽的限制.     

基于MPI＋OpenMP混合编程模型的水声传播并行算法

声波是目前唯一能够在海水介质中进行远距离传播的有效载体,因此水下声传播成为海洋声学研究的主要内容之一,对现代声纳的设计和使用具有重要意义.宽带声传播、浅海地声反演、匹配场定位、水下环境仿真等技术的发展对水声传播提出了越来越高的要求,如何充分利用声传播模型和现代计算机技术实现声传播的快速计算已成为水声技术的一个重要研究方向.针对曙光TC4000L高性能机群系统计算节点多核处理器的组成特点,采用MPI＋OpenMP并行混合编程模型实现了射线-简正波-抛物方程模型并行算法.测试分析结果表明,设计的并行算法具有较高的并行计算效率.     

基于并行模拟退火算法的复杂机电产品的布局设计

布局问题理论上属于NPC问题,在工程实践中经常遇到复杂机电产品的布局问题.为了较好的解决这样的问题,文章以模拟退火算法为基础,针对其早熟和收敛速度慢的缺陷加以改进,给出了并行算法和模拟退火算法相结合的算法。该算法用MPI和VC混合编程,并且加入网格服务策略,可以在多台机器上联合运行,一方面可以为模拟退火算法选择更好的运行结果,另一方面可以加快算法的运算效率。     

基于MPI的精确非参数检验之Fisher网络算法的并行算法研究

非参数检验是样本为非正态分布或未知分布情况下进行的假设检验,适应性强,稳定性好,在医学、工程、金融等各种统计场合都有广泛应用.精确非参数检验提高了计算的精度,但是直接计算精确很费时间.文中针对精确非参数检验主要使用的Fisher网络算法,基于MPI提出并行算法并予以实现.实验结果表明并行效率良好,能够大大加快计算的速度.     

基于模拟退火的并行基因表达式编程算法研究

本文提出一种基于GEP的混合并行算法,将模拟退火机制与遗传机制结合,以提高算法跳出局部最优的能力;同时引入多种群策略和迁移算子,实现了运行于一定规模处理器内的粗粒度可扩展并行计算.对序列推理、函数发现和太阳黑子预测三组数据测试,与用基本GEP算法的结果进行对比,实验表明改进的算法具有更强的寻优能力和更高的稳定性.     

一种快速高效的Hough变换并行算法

本文提出了一种基于流水光总线可重构线性阵列(LARPBS)模型的快速高效Hough变换算法.该算法利用LARPBS有力的通讯功能和计算能力,对直线上的黑色象素进行抽取和统计.对于大小为n×n的二值数字图象、m个θ参数值,本算法可以使用mn²个处理机在O(1)时间完成,从而使速度和效率都达到最优.文中还给出当LARPBS中处理机个数少于mn²时的算法分解执行方法,说明算法具有很好的可扩放性.     

云计算中的并行计算技术分析

本文阐述了并行计算和云计算的关系,简要回顾并行计算的历史,分析了并行计算的重要技术OpenMP、MPI和Erlang,研究了这些技术在中国电信的应用方法,并介绍了中国电信实施云计算、并行计算的指导思想、原则和策略。