流场计算程序并行化方法的研究

利用“流场分区”的方法把流场计算程序并行化,并成功地在Transputer并行计算机上运行,并行效率可达到80％。介绍了流场划分、并行编程以及提高并行效率的方法。

面向流场计算的专用超级计算机体系结构研究

本文在对流体力学等一类大型计算问题的并行计算模型进行分析的基础上,提出了一种可以实现大规模并行处理的专用超级计算机体系结构方案。该系统由一台宿主机和一个多计算机阵列组成一台个人超级计算机。利用专用性,减小复杂性,提高并行性是系统的主要特色。系统采用二维超环结构作为计算机结点之间的互连结构,反映了计算中数据交换的局部性特点,具有好的通信性能。每个计算机结点本身又采用流水线向量处理结构,从而将高层次的多机并行与低层次的向量处理相结合,实现了大规模的并行计算。本文讨论了系统的软、硬件结构并研究和评价了通信性能。

一种双行阵列蛀孔式超并行计算机系统结构

本文在介绍蛀孔式通信技术的基础上,提出了一种双行阵列蛀孔互连的超并行机系统结构,可兼有信道并行和全互连的优点。

并行计算机发展动向

本文在说明并行计算机的若干专业技术用语之后，介绍了近年来并行机在系统结构、通信互连技术和并行编程等方面的发展动向；此外，还概要叙述了我们自己的研究进展，包括广播式局部共享存储器、面向共享变量的预编译技术等。

“IP地址”能突破吗?

近年来计算机网络技术有了突飞猛进的发展，网络传输速率达到了1000Mbps，甚至10000Mbps。下一代的因特网NGN正在群雄竞争。可是通信协议看来始终没能跳出IP地址的框框。作者认为：现在出现的3种新技术——光纤通信、SERDES（Serialize—Deserialize）串解串技术、和大规模交叉点开关．已经有了突破“IP地址“的条件了。

祝词

微电子技术日新月异的发展,使世界正进入信息化社会。微电子技术使计算机神话般地微型化而性能日益提高,价格不断下降。微型计算机正在普及到工厂、学校、办公室、甚至家庭。新的、意想不到的生产力在迸发。一句话,微电子技术在造福于人类。“VLSI 系统设计专辑”就是为适应这种形势而产生的,它将为中美之间发展微电子技术架起桥梁。我衷心祝贺“VLSI 系统设计专辑”的诞生,并祝愿它在广大读者的支持下成长壮大,为促进我国的微电子技术的发展和推动我国现代化建设做出贡献.也为促进中美两国微电子专家之间的友谊作出贡献.

先锋光纤通道交换网通信性能优化的研究与实现

原先锋交换网每传送1帧(2KB)数据,发送方和接收方都分别要启动1次DMA,1M字节的数据需要发送方和接收方都启动512次DMA,启动1次DMA花费的时间几乎占了消息在网络上传送时间的一半;针对这个问题,分析了每次DMA的消息块长度与通信速率的关系,提出并实现了"大缓存方案";在网卡上采用大容量存储器作为缓存,发送方还可不等待接收方是否准备好,就发送数据,接收方网卡自动接收数据,传送长度小于1MB的消息时,收发双方各只需进行1次DMA,收发双方网卡自动完成512帧数据的传送;经实验测试,大尺寸消息的传送带宽有了很大提高。

直接模拟蒙特卡罗方法的并行方案设计

针对直接模拟蒙特卡罗(DirectSimulationMonteCarlo,DSMC)方法的特点,提出了3种DSMC程序的并行方案.同时,对3种并行方案各自的优缺点进行了论述,并选择了各节点间程序相关性最小的并行方案,将其应用于稀薄气体二维微通道问题的求解.结果表明,串行程序与并行程序的计算结果完全吻合,并且得到了较高的并行效率,且并行效率随节点数的变化并非单调,而是有一个峰值.

进化神经网络研究进展

进化神经网络是将进化算法应用于神经网络的构造、学习而得到的神经网络，具有很强的鲁棒适应性。综述了进化神经网络方法及其应用研究新进展，对研究中出现的一些问题进行了讨论与展望。

BP神经网络的设计

对ＢＰ神经网络设计中的隐层节点数、初始权值、学习率等参数的选择进行研究，分别给出若干经验公式。经试验验证，这些公式能用于确定ＢＰ网络隐层节点数、初始权值、学习率等重要参数，从而缩短网络的构造过程。

多机、多目标、超视距空战仿真系统研制

具有多机、多目标、超视距攻击特征的未来空战，其技术研究离不开仿真实验的强有力支持，完善的仿真系统是实现这一目标的重要基础和保证。本文着重对未来空战仿真系统设计研制的相关内容进行较为深入的讨论。采用ＲＦＭ、蛀孔式通信、系统集成、ＶＲ、动态视景生成等先进技术进行系统设计，同时，对关键技术进行了分析研究。

CFD程序自动并行化的相关性分析和通信策略

针对 CFD( computational fluid dynamics)问题中的点松弛和线松弛迭代算法 ,研究其帧内和帧间数据相关性 ,提出一种数据相关性分析算法和通信策略。与相应的程序重构技术相结合 ,实现这类程序的 SPMD模式的自动并行化。该算法与平台无关 ,能够适用于消息传递 ( MP)和共享变量的通信机制 ,目前已在 PVM环境中实现。经测试 ,基于该算法自动生成的并行程序能够达到很高的并行效率 ,对于绝大多数算例 ,其相关性和通信点的识别和归约可达到手工处理的效果。

信令寻径式高速光纤传输交换机研究与设计

针对未来航电系统需求,研究一种新型的以“信令寻径式交换技术”为核心的高速光纤传输交换网络。该文设计了信令寻径式交换网络通信协议,并在此基础上详细论述了高速光纤传输交换机设计方案。目前,16端口的信令寻径式高速光纤传输交换机已初步调试成功,性能稳定,运行状况良好,可应用于航电和中尺度天气预报等高速网络通信系统中。

分级式航空电子综合化仿真系统研究

介绍一个分级式航空电子综合化仿真系统。该系统以航空电子综合化工程中一个分系统为仿真目标,由两层双余度1553B总线和MBI(multiplex bus interface)将AVS(Avionics simulator)、SSCU(subsystem control unit)、若干个EQS(equipment simulator)以及部分真实设备连成的三级分布式计算机系统。一个面向实时控制的分布式操作系统和相应的仿真软件分布在三级仿真器中;其中,分布式操作系统实现两级总线的衔接、通信控制、并行多任务管理、错误检测、故障处理和实时内存数据库管理,仿真软件模拟航空电子上层环境、操作员控制与显示、分系统各设备数据产生与接收数据处理以及信息处理应用任务。系统研制成功为工程化实现打下了技术基础并提供了一个实验环境。

实时交互仿真环境设计研究

对仿真环境进行了较为深入的讨论，由国外技术及文献得到有益的启发，针对设计目标与航空应用的需求，提出实时交互仿真环境（RISE）概念，并进行了系统设计。设计中采用新的概念与思想，引入RFM、蛀孔寻径、VR和高速动态应用数据库等先进技术；同时，讨论了系统实现涉及到的关键技术，力求做到理论研究与工程实现的结合，注重技术的先进性，并考虑到工程可实现性及可靠性。

流场计算程序自动并行化的帧同步和帧通信策略

针对流场计算中巨大的计算量和存储量要求及并行机使用困难的问题，研究以ＳＰＭＤ模式把结构化网格有限差分算法的串行程序自动并行化后的同步和通信方法。提出了一种有效的帧同步和帧通信策略，在每帧结束时集中进行同步和通信。同时，设计了同步点自动定位算法，它是实现该策略的关键技术。通过分析，证明帧同步和帧通信策略能保证并行流场计算程序的正确性，有效降低同步和通信开销，并便于实现消息传递，从而获得了可观的加速比。

面向机群系统的高速光纤传输网络接口卡设计

针对机群系统的通信瓶颈问题,研究一种新型的以“信令寻径式交换技术”为核心的高速光纤传输交换网络。论文分析了信令寻径式交换网络通信协议,在此基础上设计并实现了基于光纤通道技术的高速网络接口卡。该网卡针对大小数据包的特点,分别对各种类型的帧进行专门设计,具有较高的通信效率。测试结果表明,由该网络接口卡组成点对点网络,其单向传输延时为4.22!s,通信带宽高达993.8Mbps,最大链路利用率为93.53%。目前,该网络接口卡性能稳定,运行状况良好,能满足机群系统通信需要。

分布式系统研究进展

分布式操作系统与分布式系统环境是实现分布处理的二种主要基础软件系统。由于其设计方法上的差异，它们在最终用户面前展现出不同的特性。设计者如何设计出满足不同用户需求的分布式操作系统或分布式系统环境，是值得研究的重要问题。文章从设计目标、系统结构及实现技术等方面对这二种系统进行概括的分析，并从互操作性、透明性和延展性等几方面对这二种系统进行较全面的比较。

NOC的平衡设计

由于片上系统级芯片的进一步发展,采用NOC提供IP块之间的可靠通讯。在分析NOC特点的基础上,提出评价NOC的性能指标并研究它们之间的相互关系。设计时需在吞吐量、延迟、功耗和硅片面积等因素之间折中考虑。

直接模拟蒙特卡洛问题的并行化方法

对直接模拟蒙特卡洛问题的动态数据分布特点进行了研究，提出了该类问题的并行化方法，并对实际算例进行处理，在集群系统上获得的测试结果表明该方法正确而有效，能够满足用户的高性能计算需要。