萤火虫2:一种多态并行机的硬件体系结构

提出了一种新型的多态高效并行阵列机结构——萤火虫2号阵列机。该结构的处理单元可以在SIMD和MIMD两种模式下运行,兼有异步执行机制,还可以实现分布式指令级并行处理。采用了硬件的多线程管理器和高效通信机制,这些机制使得此种阵列机能够实现效率很高的线程级并行运算、数据级并行运算和分布式指令级并行运算。尤其值得指出的是,此种阵列机的流处理性能堪与专用集成电路匹敌。该结构还能有效实现静态与动态数据流计算,可以高效实现图形、图像和数字信号处理任务。

基于性能预测的推测多线程循环选择方法

线程级推测(Thread-Level Speculation,TLS)是多核上一种加速串行程序的线程级自动并行化技术。循环具有规则的结构并在运行时占有大量的执行时间,因此循环是挖掘并行性的理想对象。然而,选择哪些循环并行才能提高程序的加速比是一个很难决定的问题。为了解决该问题,该文提出一种基于性能预测的循环选择方法。基于输入训练集获取程序预执行的剖析信息,同时结合各种推测因素,构建了循环结构的性能预测模型。预测结果定量评估了循环推测并行的加速比并决定该循环在运行时是否适合并行。实验结果表明,该文提出的方法能有效地预测循环并行时所蕴含的并行性,并依据预测结果准确地选择具有并行收益的循环推测并行,最终Olden基准测试集加速比性能平均提升了12.34%。

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。

针对子程序结构的线程级推测并行性分析

线程级推测技术为开发更多的线程级并行性,充分利用多核加速传统上难以手工或自动并行化的串行程序提供可行的技术途径.然而,这种技术的性能严重地依赖于线程划分方案.有研究表明,仅推测执行循环所产生的并行性是不够的,但推测执行子程序结构比循环结构要难.本文提出寻找适于推测并行执行的子程序结构的基本判定依据;通过运行由Simplescalar工具集改造得到的动态剖析工具ProRV、ProFun和SPEC CPU2000基准测试程序,我们对子程序结构线程化推测执行的适合性进行详细分析,给出具有指导意义的实验分析方法和实验数据.我们发现:1无返回值的子程序结构占据程序整体执行时间的大约40%;返回稀疏整型的子程序结构占据了程序整体执行时间的大约10%,对其返回值的预测成功率在70%左右.对于其他返回值类型的子程序结构,由于对其返回值的预测成功率过低,我们认为不适合作为线程划分的对象.2简单的last-value的值预测方案对于返回值的预测是简单而且足够有效的.3访存数据依赖普遍存在于子程序与其后继代码之间,显式同步机制对于针对子程序结构的线程级推测是必要的.

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。

用线程级推测技术在多核体系结构上并行化科学计算应用

线程级推测技术使在多核上加速传统上难以手工或自动并行化的串行程序成为可能,它不仅需要合理地选择线程的划分策略,而且需要合理地选择适合推测执行的应用.已有的大量研究主要集中在如SPEC CPU这样的桌面应用领域,为了全面地认识TLS技术的应用适用性,本文探讨TLS技术对科学计算应用的性能提升潜力,提出一套TLS适用性的基本判定准则,实验结果表明采用该技术加速SPLASH2中的多数应用可以有效利用16核及以上的计算资源.

H.264并行编码算法的研究

以X264编码器作为研究对象,在指令集并行的基础上对其进行线程级并行优化,在Intel双核处理器平台上,针对非实时编码应用得到近2倍的加速比,针对实时编码应用得到1.5倍的加速比。

多态并行机上的3D图形渲染

针对多态同构阵列处理器,提出一种图形算法并行化的实现方法。该方法通过分析图形流水线中渲染算法的控制依赖、数据依赖关系,并对各个算法计算量进行估计,利用多态阵列处理机的能够结合不同类型的并行计算的特点,以处理器的负载均衡为依据,实现图形渲染的并行化计算。实验结果表明,该方法所实现的加速比按线性增长。

Windows内核模式中断请求级的分析与应用

中断请求级IRQL是Windows操作系统内核的重要概念,WDM驱动程序的设计经常涉及到IRQL的应用。研究了Windows操作系统下WDM驱动程序中IRQL的实质,IRQL对线程调度的影响,研究了IRQL与处理器环级、线程优先级、硬件IRQ之间的区别与联系,分析了用IRQL实现自旋锁的原理。

一种基于路径优化的推测多线程划分算法

推测多线程(speculative multithreading,简称SpMT)技术是一种实现非规则程序自动并行化的有效途径.然而,基于控制流图和分支预测技术的线程划分方法,不可避免地会受到划分路径上所存在的控制依赖和数据依赖的制约.目前,在传统的线程划分算法中存在的一个重要问题是,在对划分路径进行选取时只考虑了控制依赖影响却不能有效地综合考虑数据依赖的影响,进而导致不能选取最佳的划分路径.因此,针对传统方法中这种依赖评估方法效率低下的问题,设计并实现了一种基于路径优化的线程划分算法.该算法通过引入基于程序切片技术的预计算方法,建立一种路径评估方法来评估程序间的控制和数据依赖.同时,引入控制线程体大小的启发式规则,以便有效地解决负载不平衡的问题.基于Olden测试集的测试结果表明,所提出的算法可以有效地对非规则程序进行划分,其平均加速比可以达到1.83.

锥管螺纹基面中径测量不确定度的评定

分析了圆锥外螺纹基面中径的测量不确定度的各种评定方法,在此基础上论述了基面中径测量不确定度的来源、测量方法及计算公式,最后通过实验数据,对基面中径的测量不确定度的评定方法进行了实例分析。结果表明,该评定方法既具有理论意义又具有实际意义。

面向线程级前瞻的线程划分方法浅析

正确合理的线程划分方法是提取线程级并行性的必要前提,线程级前瞻技术是简化线程划分复杂度提高系统性能的重要手段。本文讨论了几种支持线程级前瞻的典型线程划分方法,在此基础上提出了线程级划分需要解决的关键问题,并结合一典型自动线程划分算法进行了具体分析,提出了线程划分需要进一步研究的问题。

选择性循环的并行方法

针对含有大量循环的串行程序存在的问题,提出一种基于线程级前瞻技术的循环选择方案。该方案对循环进行最优选择后建立一个可并行运行的循环集。对于该集合中的循环,选择并行效率高的代码段作并行处理,以加快串行程序运行速度。实验表明,相对于一般的简单内部循环或外部循环并行方法,该方案使9种基准代码的加速比平均上升23.8%,从而提高串行程序并行运行的效率。

面向SCMP的多线程前瞻控制分析与设计

单芯片多处理器一直是处理器微体系结构发展的一个热点。对于通用串行应用程序,高效的线程控制方法是实现线程级前瞻、挖据线程级并行性的一个重要组成部分。本文结合一个具体的SCMP模型即Griffon[1],提出并实现了一种简单、高效的分布式线程控制方法。该方法易于实现,可扩展性强。实验结果表明,线程的控制可以在数个周期内实现,能够满足片内并行处理的要求。

基于多核并行遗传算法并行生成测试用例

通过将种群划分为多个子种群,对每个子种群执行遗传操作,p个核心并行执行遗传算法搜索测试路径,以加速测试用例的生成;通过在处理核心之间迁移子种群的个体,使得交叉变异后得到的种群个体变得丰富,算法能更好地全局寻优,可以寻找到较多能够覆盖全部路径的测试用例.实验结果表明,与基于串行遗传算法生成测试用例相比,多核并行遗传算法并行生成测试用例能够生成较多覆盖全都路径的测试用例且运行时间少.

非规则串行程序隐式线程级推测并行发展综述

基于片上多核处理器体系结构,概述在非规则串行程序自动并行化领域中,隐式线程级推测并行技术的特点、研究现状、以及所面临的挑战。从程序特征分析、多线程划分、软硬件协同加速方法和性能功耗评估等4个方面,探讨线程级推测技术未来的发展趋势和研究方向。

普通生物学课程教学中的层次性主线及两个基本观点探析

提出了高校普通生物学课程教学中牢固树立的层次性主线及生物进化、生态学2个基本观点,以期对该课程建设与改革起到抛砖引玉的作用。

用户级线程

核心线程是微内核操作系统Ｍａｃｈ调度的基本单位，它较好地支持了细粒度的并行计算，但核心线程在支持用户并发模型、双并发模型上还有许多缺点。用户级线程是在核心线程的支持下建立的更高层次的用户调度单位，能较好地支持用户程序的并发执行。

复方黄连氧气湿化液的临床应用研究

[目的]研制一种新型复方黄连氧气湿化液,以解决现行氧疗中湿化液污染问题。[方法]采用二阶段交叉设计方法,比较使用不同时间段蒸馏水湿化液与复方黄连氧气湿化液的细菌培养结果及合格率;确定复方黄连氧气湿化液的更换时间。同时向氧疗病人发放问卷,调查氧疗时的气味、病人氧疗后的舒适度及呼吸道不适感。[结果]使用24h的氧气湿化液采样培养:复方黄连液菌落数低于蒸馏水,差异有统计学意义(P<0.05);采样合格率高于蒸馏水,差异有统计学意义(P<0.05);使用复方黄连液的病人吸氧时舒适感高于使用蒸馏水的病人,而吸氧后咽部干燥不适感低于使用蒸馏水的病人,差异均有统计学意义(P<0.05)。依据使用24h、48h复方黄连氧气湿化液的采样结果,确定复方黄连氧气湿化液的更换时间为48h。[结论]复方黄连液可有效降低湿化液的污染,减少医院内肺部感染的发生,提高氧疗舒适度及病人依从性,可作为一种新型的氧气湿化液在临床做进一步的探讨。

宽厚板全液压11辊热矫直机应用研究

从矫直工艺和设备结构2个方面对首秦公司目前使用的宽厚板全液压11辊热矫直机进行了介绍，并针对使用过程中遇到的问题提出解决方法。