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来.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NPB2.3OpenMP Fortran版的实测结果显示出该模式的可行性.

三维气相爆轰动态并行计算程序设计与开发

在三维气相爆轰数值研究中,网格精度和计算域的规模导致网格数占有非常庞大的计算资源,进而给数值模拟带来了极大的挑战。本文针对这一难题,采用5阶WENO格式对带化学反应Euler方程组进行空间离散,基于MPI(Message Passing Interface)并行模式开发了高精度动态并行代码,并对爆轰波在带有障碍物的三维方形管道中的传播过程进行计算。计算结果表明,高精度动态并行计算能够很好的模拟三维气相爆轰波在大尺寸管道中的传播,不仅提高了计算效率,而且提高了爆轰波阵面的分辨率。与高精度静态并行相比,高精度动态并行计算减少了界面数据通信时间,从而进一步提高了计算效率。因此,高精度动态并行程序为探究三维气相爆轰新的物理机制提供有效的手段。

DwsM动态并行计算技术

针对DWSM计算模式鲁棒性低、计算时间长、无法实现多核计算等局限性,对模型的算法和存储规则进行相应改进。在遵从DWSM计算逻辑顺序的基础上,抛弃原计算单元顺序表模式关于虚拟河道的假设,采用流域分区概念进行河网树结构的模式设计,在基于叶节点并行计算的基础上研究动态分级并行计算技术,以进一步完善计算模式。以黄河宁蒙段流域为实例,计算结果表明,算法的优化极大地提高了DWSM的计算效率,增强了其对大范围、具有复杂河网结构流域水沙规律研究的适用性。

多路相位差动态并行测量的一种实现方法

文中介绍一种以8031为核心,8253的改进型8254为测量单元来实现对多路相位差进行动态并行测量的一种方法。

基于动态并行补偿的一类非线性动态系统的H_∞模糊跟踪控制

针对一类非线性动态系统,提出了一种H∞模糊跟踪控制器设计的新方案。首先利用T-S模糊模型表示一类非线性动态系统。然后基于DPDC(动态并行补偿)的基本思想设计控制器,使跟踪误差尽可能的小,并且对于任何有界参考输入,满足给定的H∞跟踪性能。最后将控制器的设计问题转化为LM IP(线性矩阵不等式问题)。仿真结果表明了本方法的有效性。

GPGPU上基于运行时特征的动态并行度调度算法

调度算法对于保障GPGPU内大规模并发线程的高效运行至关重要.调度器需要根据程序的计算特征和GPGPU内各种逻辑单元的设置情况选择合理的线程并行度.然而现有调度算法或采用静态固化并行度、或调整粒度过粗,均无法在动态调整的同时保持合理的并行度参数.基于两层次调度算法TL,通过对GPGPU运行时特征的动态监测,针对细粒度Warp调度提出了结合运行时资源使用特征和指令特征的动态并行度调度算法DTL和D2TL.在性能模拟器GPGPU-Sim上的仿真实验证明,相对传统TL调度算法,DTL和D2TL分别达到平均14.4%和19.6%的性能加速.

动态并行分区拣选系统下订单分批问题研究

针对B2C电商环境下需求不均衡问题,基于并行分区拣选系统特征,以最小化订单总服务时间为目标,建立了动态并行分区拣选系统下订单分批模型。通过拣选时间、等待时间反映订单履行效率,设计包含订单分批、批次分配与批次分拣的启发式算法求解该问题。通过算例分析得出了综合相似度中拣选截止时间相似度和拣选通道相似度最优参数分别取值为0.6和0.4,通过与其他算法进行对比分析证明了提出的批次分配算法和分拣算法可以缩短订单的等待时间和订单的履行时间,可以有效提高订单履行效率,为B2C电子商务企业的订单履行提供决策支持。

动态并行技术应用对开发项目可管性的影响(英文)

使用并行工程技术可以收缩项目的开发周期 ,但同时也往往使项目管理变得更困难 .然而 ,并行技术的应用与项目可管性之间的关系目前还没有被很清楚地认识 .用并行程度和并行关系屈曲度作为动态并行工程技术应用程度的二个测量 ,使用流程工作序列加速标准差来度量项目的可管性 .用单阶段项目开发的系统动力学模型 ,分别对线性和非线性并行关系进行分析 .发现当并行关系为线性时 ,开发项目会比非线性关系更容易管理 ;与此同时 ,当并行关系由线性变为非线性时 ,动态并行技术与可管性的关系将会变得难以预期 .

迭代并行动态规划算法在铸钢熔炼成本优化控制方面的应用

成本和质量是影响产品核心竞争力的关键环节,在满足质量要求的前提下实现对成本的有效控制,是提高产品竞争力的途径之一。以铸钢合金配料计算和成本优化控制系统的具体设计及实现为例,介绍迭代并行动态规划算法在铸件生产过程中的应用及为实际生产带来的效果。

并行动态随机数在DES加密算法中的应用

针对DES加密算法中使用的随机数离散度不高、线性相关度大的问题,提出采用并行动态随机数算法。经实验及分析证明该算法能显著提升DES加密算法的抗攻击强度,是一种新的提高DES安全性的有效途径。

多目标模糊动态输出反馈控制器设计

针对一类不确定T-S模糊动态系统,利用线性矩阵不等式方法,研究了一类非线性系统H∞动态输出反馈控制,且满足闭环极点配置要求.采用动态并行分布补偿进行控制器的设计,考虑了受控输出变量中的参数不确定以及控制器中控制系数不为零的情况,较以往设计更具一般性.给出了模糊闭环系统的全局稳定性充分条件,并将其转化为线性矩阵不等式形式.最后,以复杂非线性陈系统为仿真算例。

基于改进PSO算法的机器人路径规划研究

传统粒子群算法(PSO)容易早熟收敛,陷入局部最优,为此提出混沌动态多种群粒子群算法(CDMPSO),并将其应用在机器人三维路径规划中。通过引入混沌映射理论来提高粒子种群初始解的质量和分布均匀性,同时引入分组并行优化策略,依据适应度值采用中位数聚类的方法,将种群分为3个子种群并迭代进行实时动态调整,根据不同子种群的特点采用不同的方法来进行种群更新。在MATLAB软件中与传统PSO算法和自适应粒子群(APSO)算法进行对比实验,发现改进后的CDMPSO算法全局搜索范围更大,陷入局部最优次数更少,最终路径更短,从而验证了该改进算法是切实可行的。

并行重叠/变形混合网格生成技术及其应用

为了适用于柔性变形、相对运动等复杂动边界问题,建立了并行环境下重叠和变形相结合的动态混合网格生成技术.通过计算区域分解以及分布式并行实现了重叠和变形技术的结合,其中重叠网格采用了并行化的隐式装配方法,并发展了两种并行化查询策略.变形网格则采用了并行化的径向基函数(RBF)插值方法.并行化动态网格生成方法大幅提高了动态网格生成效率,有利于处理大规模的动边界问题.在此基础上,发展了基于变形/重叠动态混合网格的流动/运动/控制一体化数值模拟方法,进一步改进了耦合模拟软件平台——HyperFLOW.典型应用算例证明了该动态混合网格技术及一体化算法的实用性.

手术室等级约束的多手术室滚动并行手术排程问题研究

手术合理排程对医院的日常运作以及患者的生命安全都有十分重要的影响,而目前国内外的众多关于手术排程问题的研究很少考虑手术室洁净度等级因素的影响,也较少考虑手术动态排程问题.本文对多手术室动态并行排程问题进行了建模.采用单目标函数模型,利用整数规划的方法对模型进行了求解,验证了模型的可行性.

模具设计和制造中的并行工程

介绍模具设计和制造中运用并行处理技术的意义。

ATE阵列开关的并行搜索算法

为了实现自动测试设备开关阵列中多路信号最优路径的并行搜索,首先建立ATE开关阵列的矩阵模型,然后按输入/输出信号的属性构造分离矩阵,并使用分离矩阵将开关阵列的矩阵分离为属性矩阵,再以宽度优先(BFS)算法为基础实现单个属性矩阵的最优路径搜索算法。在此基础上,使用分离矩阵进行节点矩阵的还原,达到多路信号最优路径并行动态搜索的目的。验证结果表明:本文提出的算法能快速有效的进行多路信号的最优路径并行搜索。

一种位并行近似串匹配的星图识别算法

提出了一种基于位并行法近似串匹配的星图识别新方法。首先为选取的导航星建立相应的模式串,然后利用改进的并行化动态规划矩阵算法(BPM)为观测星图中的星体寻找匹配的导航模式,并验证匹配结果的正确性,完成星图识别。仿真试验结果表明,本方法算法简便、导航星库存储容量小,抗干扰能力强,有很好的鲁棒性。

基于负荷最优分配表的大型水电站站内经济运行研究

针对水电站调度运行面临的大容量、大机组、机组不规则多限制区控制等新的调度特点和更为复杂的运行需求,以电站安全、稳定、经济运行为目标,建立站内经济运行模型,实现水电站在各运行工况下机组间负荷的最优分配。分析了不同水头下各机组的最优出力范围,研究了电站负荷优化分配规则,建立了站内经济运行模型。在站内经济运行模型的基础上设计负荷最优分配表,提出不同负荷、不同水头、不同开停机组合下,电站的负荷最优分配成果表,以指导电站站内经济运行实时调度。在洪家渡电站的应用表明,优化模型能根据实时负荷指令,合理安排机组启停次序、开机台数,并实时给出机组的启停机建议。能够获得各工况下机组的最优负荷分配组合,降低月平均耗水率0.18%,减少机组频繁启停、频繁穿越振动区等不利工况9.5%,保证机组高效运行,提高电站经济效益。

考虑扩展碳排放流的综合能源系统低碳经济调度

针对综合能源系统(integratedenergysystem,IES)中碳捕集装置(carbon capture and storage,CCS)和电转气装置(power to gas,P2G)低碳运行配合度低以及储能装置碳排放特性刻画不精确的问题,该文提出一种融合CCS-P2G协同运行模式及储能低碳特性的扩展碳排放流模型。该模型于供能侧构建CCS与P2G的耦合关系,实现P2G的低碳经济运行;于储能侧引入“电碳比(electricity-carbonratio,ECR)”的概念,刻画储能装置的碳排放特性,挖掘供能–储能双侧协调低碳调度潜力。在此基础上,构建考虑风电、电价和电热气负荷等多元不确定性的综合能源系统低碳经济调度模型,为实现模型的快速高效求解,采用并行多维近似动态规划算法,通过构建多层并行循环嵌套框架,在不损失求解精度的前提下,大大提高求解效率。以改进的电网14节点–热网6节点–天然气网6节点(E14-H6-G6)系统和E57-H12-G12系统为例,验证了所提模型和算法的有效性。

三维爆炸与冲击问题的大规模高性能计算研究

爆炸与冲击问题常常涉及到材料的大变形、多种物质交界面处理及各种强间断的处理,对此类问题采用Euler方法具有显著的优势.对于Euler方法的并行计算,由于在扰动未到达之前某些网格的物理量是不发生变化的,采用固定分区方法并行策略容易出现负载不均衡,且计算效率不高.为解决这一问题,采用动态并行策略,即计算域随着扰动传播而扩充,并采用国际上通用的MPI并行模式设计出相应的动态并行程序.从程序测试结果来看,动态并行程序结果与原有并行程序结果一致,且与实际情况也是一致的.