CUDA-TP:基于GPU的自顶向下完整蛋白质鉴定并行算法

蛋白质及蛋白质翻译后修饰(post-translational modifications, PTMs)的鉴定是蛋白质组学研究的基础,对整个领域的进一步发展有着十分重要的意义.近年来,质谱设备的快速发展使得获取“自顶向下”(top-down,TD)的高精度完整蛋白质质谱数据成为可能.目前基于TD质谱数据的完整蛋白质鉴定算法虽然在匹配精度、PTM位点的推断上取得了一些成效,但它们运行时间还有很大的不足和提升空间.利用图形处理器(graphics processing unit, GPU)可以将大规模的重复计算并行化,提高串行程序的执行速度.CUDA-TP算法基于通用并行计算架构(compute unified device architecture, CUDA)来计算蛋白质与TD质谱数据的匹配分数.首先,对每一个质谱数据,CUDA-TP利用优化的MS-Filter算法在蛋白质数据库中过滤出其对应的少数候选蛋白质集合,然后通过AVL(adelson-velskii and landis)树加速质谱匹配过程.GPU中的多线程技术被用来并行化谱图网格及最终数组中所有元素的前驱结点的求解.同时,该算法还使用target-decoy策略来控制蛋白质与质谱图匹配结果的错误发现率(false discovery rate, FDR).实验结果表明：CUDA-TP算法能够有效地加速完整蛋白质的鉴定,速度分别比MS-TopDown和MS-Align+快10倍与2倍.到目前为止,这是唯一能够利用CUDA架构来加速完整蛋白质鉴定的研究工作.CUDA-TP源代码公布在https://github.com/dqiong/CUDA-TP.     

通用图形处理器缓存子系统性能优化方法综述

随着工艺和制程技术的不断发展以及体系架构的日趋完善,通用图形处理器(general purpose graphics processing units, GPGPU)的并行计算能力得到了很大的提升,其在高性能、高吞吐量等通用计算应用场景的使用越来越广泛.GPGPU通过支持大量线程的并发执行,可以较好地隐藏长延时访存操作,从而获得高并行计算能力.然而,GPGPU在处理计算和访存不规则的应用时,其存储子系统的效率受到很大影响,尤其是片上缓存的争用情况尤为突出,难以及时提供计算操作所需的数据,使得GPGPU的高并行计算能力不能得到充分发挥.解决片上缓存的争用问题、优化缓存子系统的性能,是优化GPGPU性能的主要解决方案之一,也是目前研究GPGPU性能优化的主要热点之一.目前,针对GPGPU缓存子系统的性能优化研究主要集中在线程级并行度(thread level parallelism, TLP)调节、访存顺序调节、数据通量增强、最后一级缓存(last level cache, LLC)优化和基于非易失性存储(non-volatile memory, NVM)的GPGPU缓存新架构设计等5个方面.也从这5个方面重点分析讨论了目前主要的GPGPU缓存子系统性能优化方法,并在最后指出了未来GPGPU缓存子系统优化需要进一步探讨的问题,对GPGPU缓存子系统性能优化的研究有重要意义.     

谈工程图学中空间思维的培养

文章分析了学生学习工程制图前的思维习惯，分析了现行教学方法中培养学生空间思维能力的方法和环节的欠缺之处，并提出了加强培养学生空间思维的方法。     

数值模拟地震形变力场

本文提出用有限元方法和按距离加权平均法数值构造地震形变力场,比较了这两种方法的优点和存在的主要问题,并结合计算机口形学的技术描述组成具体实用的系统．     

图形创意在广告艺术设计中的重要性研究

图形是广告艺术设计的重要元素之一,图形设计的优劣直接影响广告信息传达的效果,为了提高广告艺术设计的美感和效果,必须重视图形的设计创新,创意出优秀的图形元素,提升广告设计作品的艺术性和宣传效果,创作出大众喜爱的广告艺术作品。     

My personal history in the early explorations of computer graphics

Gary Demos discovered computer graphics while hearing a computer-generated film presentation at CalTech in 1970 by John Whitney Sr. Gary then began working under the direction of Ivan Sutherland in Utah to develop early computer graphics hardware and software. In 1974 Gary and John Whitney Jr. started the “Motion Picture Project” at Information International to produce computer generated simulated scenes for movies (Futureworld, Looker, and Tron) and commercials. These early computer-generated visuals were quite challenging given the level of software and hardware technology available in the 1970’s. In 1981 Gary and John left Information International to form Digital Productions, where they produced effects for the movies Last Starfighter and “2010”, which were both released in 1984. Digital Productions used the Cray XMP computer, together with the Digital Film Printer that they had developed at Information International. Following a hostile takeover by Omibus of Digital Productions in 1986, Whitney/Demos Productions was formed, using a Thinking Machine parallel computer. This paper describes the technical challenges and achievements of this early visual computing.     

运用多维画法几何理论解决线性规划问题

本文用计算机与多维画法几何理论相结合的方法，对地线性规划问题，给出了一种新的解法，文中包括理论述，计算方法，程序设计及计算实例等。     

多学时制图课程融入三维CAD的教学探讨

针对机械类多学时传统制图教学中如何融入三维CAD教学的问题,分析了其融入的形式和特点,归纳了工程图表达中与投影相悖的表示法,提出分两步走的方法:首先以传统制图内容与三维CAD相互支撑的融合式教学,然后以三维CAD为主线的独立式教学相结合。在教学上,可通过Inventor三维建模的实践,提高学生的工程图表达能力、创新思维能力和构型能力,以适应现代设计和制造的要求。     

计算机技术在图形图像处理中的应用及关键技术研究

随着计算机科学技术的发展,计算机图形学已经成为现代计算机应用科学的一们重要学科,在社会各个领域计算机图形图像处理技术得到了广泛的应用.本文对计算机图形学的发展以及研究内容进行描述,对图形图像系统组成和基本内容进行了研究,对计算机图形学中图形图像处理应用的关键技术进行了研究.