黄河干流水量分配的演变及多数据流模型分析

黄河是我国北方的第一大河,也是我国水权制度建设的先驱。1987年由国务院颁布的《黄河可供水量分配方案》("八七"分水方案)是我国第一个全流域的水量分配方案,它将黄河干流580亿m3水资源量分配给沿黄11个省(自治区)以及河道生态。"八七"分水方案为沿黄各省区的经济发展限定了水资源边界,成为黄河流域水量统一调度的基础,奠定了黄河流域水资源管理工作的基石。本文围绕黄河干流水量分配问题,追溯了"八七"分水方案的历史,梳理了分水方案的主要时间节点和发展脉络。在此基础上,采用"多数据流模型"分析了水量分配方案的形成过程和效用发挥机理,总结了"八七"分水方案对其他流域水权制度建设和水资源管理体制改革的借鉴作用,并就水量分配方案的完善提出建议。结果表明,"八七"分水方案将扣除冲沙水量后的水资源可供水量在省区间分配,体现公平分配、兼顾效率的原则,具有很强的科学性和前瞻性。严峻的水资源短缺形势激发了对水量分配的强烈需求;合理的分配方案和可行的实施机制为水量分配提供必要途径;在长期反复的协商过程中,政府公正权威的行政决策成为分水方案形成的主要促成因素。"八七"分水方案的形成过程表明,只有当"问题流""政治流"和"政策流"事件耦合发生时,才能引发水资源管理体制的转变,促成黄河干流水量分配方案的有效落实和实施。

基于GPU的多数据流相关系数并行计算方法研究

为了满足多数据流处理的实时性需求,提出一种跨PCIE总线的四层滑动窗口模型和基于图形处理器的多数据流并行处理框架模型,在此框架模型下可以并行维护数量巨大的滑动实时多数据流统计信息,同时采用精确方法并行计算多数据流间任意两条的相关系数。通过对比在同样的实验环境下只使用CPU的计算处理方法,验证了新方法的实时计算性能具有显著的提高。

共享指令缓存XOR散列索引的研究与设计

SPMD(Single Program Multiple Data)是高性能领域的主要工作模式之一,该模式下邻近核心执行相同的程序块,但根据处理数据或控制流的差异,临近核心的指令流并不完全相同.L1 ICache(Instruction Cache)共享技术通过将邻近核心的L1 ICache共享,能有效利用众核处理器SPMD工作模式的特点,同时能缓解片上资源紧张的问题.但共享结构会带来访问冲突,对性能有不利影响.本文基于排队网络对共享ICache的访问冲突进行了理论分析,该理论分析依据核心对共享ICache体的访问特性进行建模,避免了直接抽象物理节点导致的模型访存特性模糊问题.根据理论推导的指令缓存性能损失原因,本文设计了面向共享L1 ICache的低访问冲突XOR散列函数.函数的设计综合考虑搜索了代价和工程实现复杂性,在保证散列线性空间随机散列能力的前提下,对附加延迟、功耗开销进行控制.该散列函数基于异或操作,通过调整ICache排队网络模型的节点转换概率,降低了共享L1 ICache的访问冲突.实验结果表明,在指令缓存总容量为32 KB的四核心簇上,使用XOR散列的共享L1 ICache结构较私有L1 ICache结构性能平均优化11%,较使用低位交错策略的共享L1 ICache结构性能平均优化8%,较使用面向跨步访存散列策略的共享L1 ICache结构性能平均优化3.2%.