面向并行程序设计的扩展UML建模

为了解决并行软件开发复杂及维护困难的问题,提出一种并行软件建模的方法。利用统一建模语言(UML)的扩展机制建立了一系列模型,描述了分布式共享内存的基本程序结构建模,通过组合这些基本模型,创建新的模型来适应具体应用。该建模方法保留了UML易理解、易扩展和易于指导工程实践的特点,便于从串行建模扩展到并行建模。通过对一个并行应用的描述,表明该方法对实际的并行程序设计具有指导意义。     

GPU上高效Jacobi迭代算法的研究与实现

Jacobi迭代算法是一种求解偏微分方程组的常用循环运算.由于该算法存在语句间的数据相关,阻碍了其在图像处理单元(Graphic Processing Unit,GPU)等并行计算平台的高效实现.通过数学证明与实验验证,比较不同的循环优化策略,消除语句间数据相关,增强数据局部性,从而获得更高的执行性能.此外,利用块(Tile)大小选取模型,合理的划分计算数据,充分利用GPU的运算资源,进一步提高性能.实验结果表明,Jacobi奇偶复制算法比传统Jacobi并行算法在GPU上的性能提高4倍以上.     

迭代空间交错条块并行Gauss-Seidel算法

针对并行GS(Gauss-Seidel)迭代算法中数据局部性差、同步和通信开销大的问题,首先改进传统GS迭代,提出了多层对称GS迭代算法.然后给出了以迭代空间条块序作为执行序的串行执行模型.该模型通过对迭代空间进行"时滞"划分,对迭代空间条块内部多次迭代计算,提高算法的数据局部性.最后提出一种基于迭代空间条块的并行执行模型.该模型改进了迭代空间网格划分,并通过网格条块重排序减少了cache缺失率、通信启动和同步次数.实验结果表明,迭代空间交错条块并行算法比传统的区域分解方法和红黑排序并行算法具有更好的并行效率和可扩展性.     

一种高效的多细胞分子动力学算法

多细胞分子动力学算法是分子动力学模拟中普遍使用的并行算法.因为利用不同作用路径的多细胞分子动力学算法的消息传递次数彼此不同,利用作用路径能够优化消息传递次数.优化消息传递次数是一种设计高效并行算法的方法.因此,本文研究十六个不同的作用路径,推导出十六个表示消息传递次数的数学模型,并在高性能通信和负载平衡方面决定十六个模型中最好的.实验结果表明模型的平均正确率是99.1391％,它的一个时间步骤的并行效率比HS算法平均提高了5.16％,处理器数的增加和截断半径的优化提高其并行效率.     

一类非规则并行应用问题的通信集生成算法

非规则计算是大规模并行应用中普遍存在和影响效率的关键问题.在基于分布式内存的数据并行范例中,如何针对非规则数组引用,有效地生成本地内存访问序列和通信集,是并行编译生成SPMD结点程序所必须解决的重要问题.文中针对两重嵌套循环中,下一层循环边界是上一层循环变量的线性或非线性函数,数组下标是两层循环变量的非线性函数这样一类包含非规则数组引用的并行应用问题,提出了一种在编译时生成通信集的代数算法.并且针对cyclic(k)数据分布和线性对齐模板,借助整数格概念,给出了编译时全局地址和本地地址之间的转换方法.文中还给出了相应的经过通信优化的SPMD结点程序.最后通过实例验证了算法的正确性.该算法的意义在于避免了传统Inspector/Executor非规则计算模型中的Inspector阶段,从而节省了运行时Inspector阶段通过穷举下标生成通信集的巨大开销.     

一种基于动态并行区的OpenMP程序开发模式

通常,OpenMP程序开发将开发过程、程序正确性检测和性能分析分离开采．为此,提出动态并行区的概念,并在此基础上提出一种新的OpenMP程序开发模式,将OpenMP程序的开发过程、正确性检测和性能分析紧密地联系起来．在OpenMP程序开发的每一阶段,都能确保程序的正确性;同时,通过精确的性能分析与细微的性能调整,使得OpenMP程序的性能随开发的不断深入而逐步得到改进．据此开发的NPB2．3 OpenMP Fortran版的实测结果显示出该模式的可行性．     

模板浸润法制备聚苯乙烯纳米管阵列

采用一种简单的物理技术——聚合物溶液或熔体浸润多孔阳极氧化铝(AAO)模板的方法,在孔径仅为200nm的AAO模板中制备聚苯乙烯(PS)纳米管阵列。SEM和TEM测试结果表明：熔体法制备的纳米管壁厚约为110nm;5．0wt％和10．0wt％的PS溶液制备的纳米管壁厚分别为70nm和80nm。并初步探索了模板法制备聚合物纳米管的多次浸润机理。     

聚丙烯复合纤维与聚丙烯纤维的抗裂效果对比及应用

通过聚丙烯复合纤维和传统聚丙烯纤维在混凝土塑性及硬化阶段的抗裂效果试验及现场浇筑结果比较。聚丙烯复合纤维因其形成的低强低模-高强高模复合体系可在混凝土凝结硬化的不同时期协同作用,不仅能够阻止混凝土的塑性开裂,而且可推迟硬化阶段裂缝的形成、从而有效控制混凝土硬化阶段的裂缝,达到阶段抗裂、层次抗裂的目的。     

MapReduce并行编程模型研究综述

 MapReduce并行编程模型通过定义良好的接口和运行时支持库,能够自动并行执行大规模计算任务,隐藏底层实现细节,降低并行编程的难度.本文对MapReduce的国内外相关研究现状进行了综述,阐述和分析了当前国内外与MapReduce相关的典型研究成果的特点和不足,重点对MapReduce涉及的关键技术(包括:模型改进、模型针对不同平台的实现、任务调度、负载均衡和容错)的研究现状进行了深入的分析.本文最后还对MapReduce未来的发展趋势进行了展望.     

一种简易顶装机在装配LG956装载机上、下铰接销时的应用

该文介绍了在装配装载机上、下铰接销时的一种简易顶装机的设计过程及其成功应用.