基于卫星数字并行系统的星座成像调度方法

遥感卫星星座成像调度是指通过调度和分配可用的卫星观测资源,对多个地面目标点进行成像.为了使成像调度方案满足任务需求并具有最优任务效能,通常将星座成像调度问题描述为含有多种约束的优化问题.本文提出一种卫星数字并行系统,模拟在轨卫星星座运行及控制过程.在系统中建立模拟GNC分系统、数管分系统、测控分系统功能的数字孪生卫星,接收并执行真实卫星控制指令,并以遥测数据的形式反映卫星姿态和轨道控制过程.考虑卫星多目标成像中的能量、时间窗口、光照及气象条件约束,以目标点重访时间为优化指标,将星座成像调度问题建模为一类带有约束的优化问题.通过卫星数字并行系统的加速仿真得到多目标成像序列的可行解集,并通过求解优化问题,得到多目标点重访频率最高的星座成像调度方案.仿真结果表明,本文提出的方法解决了星座成像调度中的目标分配问题,采用的数字孪生卫星模型能够真实模拟卫星姿轨控过程,从而保证该方法在星座成像任务中更具可行性和时效性.

DSP并行系统的并行粒子群优化目标跟踪

针对串行粒子群优化(Particle Swarm Optimizer,PSO)算法存在计算量大、速度慢的问题,给出了一种基于数字信号处理(DSP)并行系统的并行PSO跟踪算法。在研制的4DSP并行系统上,采用基于消息传递模型及单种群的Master-Slave模式设计实现了并行PSO跟踪算法。用DSP-A实现初始化设置,其它3个DSP并行计算每个粒子的适应值。最后,由DSP-A比较每个粒子的适应值与其个体极值的优劣,选择较好的个体极值和整个种群的最优解,更新每个粒子的位置与速度。利用该系统采集实际序列图像进行了算法仿真验证,其加速比为2.525,效率为63.13%,该算法为全局优化大规模目标跟踪工程的实现提供了一个新的选择。

DSP并行系统设计方法研究

以TI公司的TMS3 2 0C40和AD公司SHARC处理器为例 ,对多DSP并行系统设计中处理单元的选择、并行结构以及处理任务的分配等问题进行了讨论 ,并针对并行处理设计中一些难点问题 ,借鉴国外多DSP板级产品的结构 ,寻求了一些相应的解决办法。

SimHPC:一种基于执行驱动的大规模并行系统模拟器

模拟实验方法对高性能计算机系统的性能评价和优化设计有着重要的意义,然而由于目标系统规模庞大,传统的体系结构模拟器难以满足模拟性能方面的要求.文中提出了一种专门用于高性能计算系统的模拟器——SimHPC,该模拟器采用执行驱动的全系统模拟方法,支持操作系统和应用程序的模拟运行.通过采用与目标系统同构的节点作为宿主节点以及并行模拟的方法,使得模拟性能相比传统的体系结构模拟器大幅提高,与现有的几种大规模并行系统模拟器相比,SimHPC在通用性和模拟性能方面也具有一定的优势.

基于多核处理器并行系统的任务调度算法

针对多核处理器并行系统的特点,提出了相应的任务调度算法,该算法在任务调度之前加入了任务分配技术,通过合理的任务分配,可有效减少多个处理器间的通信开销,使任务调度效率更佳。仿真实现了该算法,并通过实验数据证明了该算法的优越性。

用FPGA实现互联的多DSP并行系统结构

为满足实时图像处理要求,在分析了常见DSP并行系统结构基础上,提出了一种基于FPGA互联的DSP并行系统结构。该并行结构通过在FPGA内实现互联网络和特定的数据通信协议,实现三片DSP(TMS320C6713)的有效互联,系统结构可重构、可扩展。对采用该并行结构的原型系统的测试表明,DSP间数据通信既获得了较大的持续带宽又降低了传输延迟,可以满足并行实时处理要求。

印刷电路板大型并行系统的表面贴装调度优化及其实证研究

研究了印刷电路板(PCB)表面贴装大型并行系统(JUKI FX-1)的生产调度优化问题。将该问题分解成吸嘴分配、供料器配置和元器件贴装顺序三个子问题。针对这些子问题解的特征,分别设计了聚类分析算法、顺序遍历算法、组合取贴集合指派算法,并依据其在整个贴装优化问题中的内在联系进行了有机集成。基于实际生产数据进行了一系列的计算实验,结果表明所提出的模型及算法得到的调度方案比机器自带的生产软件得到的调度方案具有更高的贴装效率。

纤维素制酒精的分散、耦合、并行系统

生物转化是纤维素制酒精的有效途径。以强化纤维素酒精生物转化过程，降低转化成本为目的，在对该过程深入分析的基础上，提出了纤维素制酒精的分散、耦合、并行系统并阐述了其设计原则与解决方案，有普遍意义。

MCIM-存储器为中心的互联机制的并行系统结构

并行系统中各结点间的互联网络是高性能计算机的一个关键研究领域。３０多年来传统上各种互联网络是以逻辑电路为基础所构成的〔１〕。然而，系统结构及其概念应随计算机工艺的进展而变化。本文提出一种新型的并行系统结构，它采用多端口快速静态存储器作为各结点机之间的互联机制ＭＣＩＭ。与传统的逻辑电路互联网络相比，ＭＣＩＭ可以减少ＭＰＰ系统中的消息传递延迟；可以克服网络并行计算系统ＮＰＣ中网络适配卡总线传递速率的瓶颈；可以大量减少网络协议开销。在当前ＶＬＳＩ工艺条件下，ＭＣＩＭ的实现是低价高效的。本文讨论了ＭＣＩＭ并行系统结构，通信路径的仲裁与选择。本文还阐述了ＭＣＩＭ仿真工具。

一种面向异构并行系统的最大功耗管理方法

高功耗已成为制约高性能计算机发展的重要问题之一.近年来,大量研究关注于如何在满足系统功耗约束的条件下优化系统执行性能.然而,已有方法大都针对同构系统,未考虑异构处理器之间的功耗或速度差异,难以高效应用于基于加速器的异构系统.对当前异构并行系统执行模型进行了抽象,并提出了融合两级功耗控制机制的系统功耗管理框架,自顶向下依次为系统级功耗控制器和异构处理引擎功耗控制器.在异构处理引擎功耗控制中,针对类OpenMP并行循环,首先分析了异构多处理器在满足功耗约束条件下达到性能最优的条件.基于该结果,给出了功耗受限的并行循环划分算法,该方法通过协调并行循环调度和动态电压频率调节技术以优化异构并行处理.在系统级功耗控制中,建立了异构处理引擎效能评估方法,以此作为功耗划分的依据,在兼顾并发应用公平性的同时,提高系统整体执行效能.最后,基于典型CPU-GPU异构系统验证了方法的有效性.

低度并行系统互连网络交换器的研究与设计

分析了互连网中交换技术的特点，提出了一种直通交换网的概念和直通网络交换器通信协议及一种交换器命令响应机制，着重从网络时延和硬件实现两方面，比较了在低度并行系统环境下直通交换和蛀孔通信两种交换技术的优劣。并在此基础上，设计、实现了一种具有很好性能价格比的直通网交换器。

MAPE:一个并行系统结构性能评价模拟环境

1 引言 MIMD(Multiple Instructions Multiple Data,多指令流多数据流)计算机,这一概念来源于Flynn对计算机系统的传统分类方法。在这种结构下,系统据有多个处理器,每个处理器独立地执行各自的指令,作用于各自拥有的数据。

环形互连并行系统上的任务分配

1.介绍近年来关于并行计算的研究十分活跃,并行任务的分配和调度策略是研究的热点之一.最近可分解任务(divisibletask)的概念[1]被提出来,对它在并行系统上的分配策略亦进行了许多研究.可分解任务是这样的任务:它可被分解成多个任意大小的子任务,每个子任务在不同处理机上运行,由于这些子任务来自于同一个任务,它们在处理机上的处理类型是相同的.

实时并行系统的性能及其测试方法

实时并行系统是并行/分布系统的重要组成部分,它要求系统计算时间具有可预测性,即符合应用要求的硬性响应时间约束。根据该特点,分析影响实时并行系统性能的各种因素,设计并实现一种简单的实时并行系统评测方案,并在实验室对C3I实时集群系统进行评测,从而验证该方案的有效性。

基于ADSP-TS201的多DSP并行系统

介绍了一种基于ADSP TS201的多DSP并行系统设计与实现,以及其作为软件无线电平台的实际应用。重点分析了多DSP并行系统实现中的主要关键技术,即多DSP并行网络结构的设计、并行系统的控制管理软件的实现以及并行解调处理模块的任务分配。通过具体应用说明,该多DSP并行处理系统充分地体现了软件无线电的基本思想———模块化、扩展性和软件加载能力,作为软件无线电的通用硬件处理平台具备易修改、易维护的特点。

机群并行系统与网络并行计算环境

网络并行计算环境是近年来国际上发展并行环境的一个重要方向。由网络并行环境支持的机群并行系统具有投资少、可扩展性好的优势及无可比拟的灵活性 ,特别适合应用于我国许多科研和教育部门。作者在本文中主要讨论了机群并行系统和网络并行计算环境的一些技术问题 。

开放网—交互式并行系统的模型

定义了开放网的静态结构、动态行为、系统的进程,讨论了开放网及其进程的分解与合成、抽象对象、开放网的外部特性——黑盒理论及开放网的层次结构等基本问题。由于开放网引入了系统与外部的交互机制及层次结构,它可以作为交互式并行系统,特别是规模较大的复杂系统的描述与分析的工具。

分布并行系统的并行程序设计环境

分布式并行计算机系统中，由于没有共享内存以支持处理机间的数据交换，因而需采用ｍｅｓｓａｇｅｐａｓｓｉｎｇ的方式实现并行计算中处理机间的数据通讯。并行程序设计环境作为程序员使用并行计算机系统的工具，对于并行处理技术以及并行计算机系统的发展与推广应用都有重要的作用。本文将分析基于ｍｅｓｓａｇｅｐａｓｓｉｌｌｇ的并行计算机系统中并行程序设计环境的基本问题，并介绍几种典型的并行程序设计环境。

i860XP多机并行系统的Cache一致性策略及其实现

本文讨论了在公共总线和纵横交叉开关结构的ｉ８６０ＸＰ多机并行系统中Ｃａｃｈｅ一致性的实现策略。

异构并行系统中高时效性任务的节能调度方法

面向异构并行系统的高时效性任务调度问题开展研究,着重考虑能耗因素对于调度方案的影响。首先在问题分析中,给出任务与资源的形式化描述。随后提出异构并行系统任务调度的决策变量和优化目标,并构建约束模型。基于典型调度过程,将原问题分解为序列生成算法设计问题和指派控制算法设计问题。提出用于任务排序的三种策略,以及用于任务分配的调度算法。在仿真实验中,将所提算法进行组合,在不同场景下进行对比测试。实验结果表明,所提方法能够在保证任务执行率的前提下,通过优化调度方案减少系统的能量开销。