The Design and Implementation of a Distributed Data Acquisition、Monitoring & Processing System (DDAMAP)

This report presents the design and implementation of a Distributed Data Acquisition、 Monitoring and Processing System (DDAMAP)。It is assumed that operations of a factory are organized into two-levels: client machines at plant-level collect real-time raw data from sensors and measurement instrumentations and transfer them to a central processor over the Ethernets, and the central processor handles tasks of real-time data processing and monitoring. This system utilizes the computation power of Intel T2300 dual-core processor and parallel computations supported by multi-threading techniques. Our experiments show that these techniques can significantly improve the system performance and are viable solutions to real-time high-speed data processing.

大数据文件和混合文件的多线程并行下载

在应用计算机模拟病例训练与考试系统的过程中,客户端时常需要在线下载许多大数据文件、音频和视频混合文件,系统响应速度是一个关键问题。研究了在RIA中实现多线程的技术方案,提出在多核计算机上有效实现多线程并行下载大数据文件、音频和视频混合文件的优化方法。算法分析与实验结果表明,提出的多线程并行下载技术能够加速计算机模拟病例系统模块的在线下载,显著优化了系统运行性能。

HDFS下载效率的优化

针对HDFS的内部数据下载效率较低和可能出现的负载不均衡的问题进行了研究,从分布式文件整体下载效率和数据块的下载效率两方面提出了优化方法。实验结果表明:两个方法都能提高效率,但在集群有大量DataNode的前提下,两者结合起来的方法能更好地提高下载效率和均衡DataNode的负载。

基于复杂曲线表示的切比雪夫多项式拟合并行算法

骨科临床造型系统中进行假体再造时 ,要对 CT片上的原始点采用数学逼近法进行优化处理 .常用的数学逼近法中切比雪夫多项式拟和法误差较小 ,对此 ,提出一种基于复杂曲线表示的切比雪夫多项式拟合并行算法 ,并采用两种 Java方案实现并行程序 .实验结果表明 ,与一般的切比雪夫多项式拟合串行算法相比 ,基于复杂曲线表示的切比雪夫多项式拟合并行算法保持了较高的计算精度 。

单片多处理器的研究

单片多处理器结构支持较高线程级的并行,能显著提高性能。介绍了单片多处理器的结构,对一些结构模型和实际的商用处理器进行举例,并对关键技术进行了研究分析。

一种易实现的SIMT调度模型分析

以图像处理器(GPU)为基础,从中提取建立出单指令多线程调度模型,该模型独立于GPU,功能与其类似,但结构更简单,更易于理解和实现,方便向其他处理器结构中移植.并对该调度模型进行性能分析,分析结果揭示出该模型的特性,对该模型的使用和向其他处理器中移植以及优化提供重要参考.

并行处理技术在全球海量地理信息数据质量控制中的应用

针对全球海量地理信息数据成果数据量大、数据类型丰富、质量检查内容多的特点,本文将分布式并行计算技术、多线程技术应用到地理信息数据质量控制体系中,基于MapReduce框架实现了多源多时相海量数据并行质量控制,把算法结构由一个周期执行一个操作改造为一个周期执行多个操作的并行处理,从根本上解决重复操作多、计算慢的质量检查难题。选取核心矢量要素、DOM成果、DEM成果作为典型数据案例开展效率对比试验。试验结果表明,该技术方案的处理效率比传统技术方案提高2~3倍,有效地压缩了任务执行时间,节约了任务执行成本,实现了对海量地理信息数据的快速质量控制,保障了全球地理信息数据的成果质量。

面向多核处理器的多实例并行BGP协议模型设计与实现

开发BGP的线程级并行可以满足不断膨胀的互联网应用对协议性能的迫切需求。本文提出了一种面向多核处理器的多实例并行BGP协议模型,它以邻居会话划分为基础,借助数据并行思想实现了不同邻居会话在多个线程上的并行处理。首先,通过分析BGP协议特点,我们给出了该模型的总体框架设计,然后在Quagga BGP的基础上完成了具体实现。在Intel Xeon四核服务器上的性能测试结果显示,多实例并行BGP协议较BGP协议的性能加速均值在2.73左右,并且能够有效利用多核处理器计算资源,为改善协议处理能力提供了更大的提升空间。

基于多线程的地震相干体属性提取算法

为了充分发挥计算机的多核优势,提高地震数据相干体的计算速度,通过研究在多核上的多线程并行技术,完成了并行相干体算法的设计与实现,并分别对串行和并行算法进行性能比较测试.测试结果表明:Pthread多线程技术可以充分利用多核资源,取得比较理想的线性加速比,且提高了系统的计算效率,非常适合于大数据量的地震数据处理的应用.

分形计算的并行设计及TBB实现

线程构建模块(TBB)基于模板的特点简化了并行化设计,适合高效地实现多核并行设计。针对分形计算具有计算密集和高耗时的特点,结合TBB并行化设计,以充分利用多核计算资源。对影响并行性能的计算负载不平衡问题,提出了基于采样估算的平衡优化方法,通过采样执行时间来估算工作负载,据此进行均衡的任务划分,利用TBB任务调度实现并行处理。实验结果表明,采样估算精度高,耗时比率低,能有效实现负载均衡;基于TBB的实现可获得较好加速比。

面向数据加密的多核多线程并行研究

在使用新平台并行开发板实现大数据分组加密的基础上,结合多核多线程技术和AES加密算法,设计出一套高计算速率的并行加密系统。重点讨论了如何实现并行计算,分析了并行平台的数据传输速率,并行加密吞吐率,及平台性能。经实验表明,在并行上实现的多核并行加密方式相比单核串行加密有显著的加速效果,且随着数据量的增大效果逐渐明显。本地循环加密时,当加密数据量达450Kbyte,吞吐率峰值接近889.58Mbps。在以最高峰性能运作时,每瓦处理性能达70Gflops/W。并行为密集型计算提供了高效、低耗、处理能力强的新计算平台。

多核系统的多线程并行计算分析

基于多核系统下编程环境的变化,比较了各类编程语言对并行计算的支持情况,并利用多线程实现了多核系统下定积分计算,结果表明在多核环境下多线程技术有良好的应用价值。

嵌入式系统的细粒度多处理器实时抢占式调度算法

现有的嵌入式实时系统调度算法一般以任务级为调度单位,对此提出一种细粒度的线程级多处理器实时调度算法。采用DAG图描述实时系统的任务,并采用任务分解法将其分解为线程形式;为任务级调度采用基于干扰的可调度性分析,为线程级调度采用基于工作负载的可调度性分析;将线程的偏移、截止期与优先级作为三个调度目标,设计混合线程级调度算法。仿真实验结果表明,算法对于多线程任务的实时系统具有较好的性能。

雷达回波外推算法的并行化及实现

为了提高雷达外推TERC算法的效率,首先分析了TREC算法的原理与过程,找出算法计算密集型部分;在此基础上,采用基于多线程的并行计算对算法进行优化,并使用Windows线程库的API实现多线程编程;最后,通过实验比较串行算法和并行算法的运行时间。结果表明,并行算法发挥了多核处理器的优势,大幅提升了效率。

基于双核系统的快速排序效率分析

随着多核技术的不断发展，多核CPU已经成为处理器市场的主流。如何充分利用多核的优势提高应用程序的性能是开发人员不得不面对的课题。多核系统为开发人员提供了一个实现并行计算的重要平台。文中探讨了基于双核系统的快速排序的效率，介绍了C#线程编程的相关知识，并在此基础上实现了基于双核系统的多线程的快速排序算法，实验结果表明该算法较传统快速排序算法而言，算法执行效率得到了很大的提升。

基于分布对象的并行程序设计方法研究

研究分布式对象的并行实现及优化,提出一种基于分布式对象的并行程序设计方法,构建一个基于分布式对象的并行程序设计模型,并以此方法完成虚拟计算机网络实验系统的设计和实现实验结果表明,该虚拟计算机网络实验系统并行性较好、响应速度适中。

多核计算机上并行生成类测试用例

通过类的数据流分析计算出实例变量的"定义-使用"对信息以及成员函数的前置和后置条件,利用类的继承多态性对被测试类进行预处理。在JPF中设置搜索环境,将测试用例生成问题简化成模型检测中寻找反例的问题,提出一种在多核计算机上实现的线程级并行生成类测试用例的方法。实验结果表明,该方法可以减少测试生成所需的状态数和运行时间,算法可使用的处理核心越多、测试生成所需的时间越少。

基于多核的并行操作转换算法

操作转换算法是实时协同编辑系统首选的并发控制算法,它不仅能提供不受限的交互,而且维护分布式操作的意图一致性。然而随着操作数目的增多,操作的响应时间也会延长。结合多核多线程技术的发展,提出了第一个并行的操作转换算法,其能减少远程操作集成到本地站点的时间开销。对传统的串行算法进行了改造,使得具有计算依赖的过程能够并行化。实验结果表明,提出的算法相较于传统算法具有较大的优势,在处理较大操作历史的情况下依然能够保证操作合理的响应时间。

支持资源自动发现的网格计算门户原型研究

针对保障网格计算透明性与科学应用提交接口的用户友好性问题,以哈尔滨工业大学的网格计算环境为基础,分析了网格门户的关键技术,提出了面向科学应用的计算网格门户的体系结构——HITGridPortal.在元目录服务的基础上,提出了一种支持并发多线程扫描的资源自动发现技术,保证发现模块系统开销和运行效率之间的均衡.以天体物理中的N体问题为案例,验证了网格门户的易用性与有效性.

网络环境分布式计算与Java实现研究

讨论了网络环境下的分布式并行计算,构筑了以Java多线程机制为核心的分布式计算模型,在校园网上利用多台微机作分布式计算。结合水力发电工程算例,讨论了计算模型的建立、实现及实例计算的时效性等有关问题。