并行线程技术在IP网络语音通话中的应用

本文介绍了利用Windows并行线程技术实现实时的IP网络语音通话的方法,提出用双线程的ICP连接进行数据帧传输和一个数据帧自适应缓存的方法,进一步改善系统在复杂网络环境下工作的实时性和连续性。

一种多线程概念约简算法

针对现有概念约简算法计算过程较为繁琐且执行效率低的问题,提出了一种多线程概念约简算法MTCR。MTCR以提高计算概念约简的效率为首要目标,在多核环境下利用多线程技术并行计算概念约简。首先,MTCR算法使用两个线程分别计算单个对象的对象代表概念集和单个属性的属性代表概念集;然后,将形式背景中的对象(属性)依次放入p个队列,并为每个队列创建线程;最后,通过多线程方式并行计算任意对象的对象代表概念集和任意属性的属性代表概念集,以及两类代表概念集的交集,进而构建代表概念矩阵,据此计算出所有概念约简。在MTCR算法中,使用多线程的每个阶段的数据相对独立,使得多线程之间不需要频繁的同步操作,从而减少了线程之间的竞争和等待。这样可充分有效地利用计算资源,大大提升算法的性能。UCI数据集和随机数据集上的实验表明:MTCR算法可以准确得到概念约简结果,在使用单线程情况下执行速度与串行概念约简算法SCR相近;当线程数不超过8时,线程数每增加1倍,MTCR算法执行速度可提高30%以上。

基于事务性执行的投机并行多线程软件模拟

基于事务性执行的投机并行多线程是一种适合未来多核微处理器架构的新型并行程序设计和编译技术.但在此基础上的并行程序执行过程更为复杂,程序执行过程的模拟成为关键问题之一.本文提出利用二进制代码级动态插桩技术对投机并行多线程程序进行功能性模拟,设计并实现了完整的软件平台,可精确地模拟和监控并行程序的线程级投机执行过程,检测访存冲突,从而实现投机并行多线程的语义.该软件平台同时可以作为进一步研究投机多线程并行程序真实执行过程的基础,并有效支持投机并行多线程编译器的设计和分析.

动态多敏感属性匿名保护多线程并行算法

文章通过建立伪记录表,将新添加的记录与伪记录进行匹配,创造删除伪记录的机会,以达到减少匿名数据集中伪记录的目的,将记录桶进行分割,设计实现一种动态多敏感属性匿名保护的多线程并行算法c-m-inv。实验结果表明,算法c-m-inv高效、生成的多敏感属性匿名数据集具有较高的可用性。

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。

并行多线程处理机体系结构分析

并行多线程体系结构处理机由多个逻辑处理机构成,大量的流水线控制部件由所有的逻辑处理机所共享。在每个周期,处理机从多个线程取出多条指令调度执行。另外一个特点,它同时支持指令级和线程级的并行操作。本文分析了PMA工作原理。并给出一个处理机模型。

FLAC^(3D) V3.0边坡稳定剪切强度折减法的多线程并行算法

强度折减法将边坡的安全系数定义为边坡刚好达到临界破坏状态时的折减系数,该过程一般采用二分法对边坡内聚力和内摩擦角进行迭代计算。为优化迭代计算次数以缩短计算时间,提出多线程并行运算强度折减法的计算策略,得到二分法和多线程并行运算在不同折减系数计算范围(Kmin,Kmax)、给定误差条件η下所需最小迭代次数的理论公式。将FLAC^(3D)命令流内嵌于Python脚本中,通过Python脚本同时调用多个FLAC^(3D)应用程序,分别采用4线程并行运算和传统二分法对实例边坡进行强度折减法的计算。研究结果表明:在本文计算条件下,2种方法计算结果相同,采用4线程并行运算时迭代次数是二分法运算的0.46倍,其总的计算时间为二分法的0.55倍。采用多线程并行运算能有效减少迭代次数及总的计算时间。

基于无锁原子操作的多线程并行Delaunay三角化算法

基于OpenMP实现了一种基于空腔交叠互斥准则与无锁原子操作的Delaunay三角化增量插点细粒度并行算法。在串行算法的基础上,对点集引入Hilbert排序,使相邻点在几何上亦相邻。引入互斥机制——仅当各空腔无公共单元及公共相邻边时,才可同时插入,根据Delaunay局部性准则可保证整个网格都具备Delaunay属性。每个单元用一个原子变量标记该单元是否已被占有,在计算Delaunay空腔时,各线程将试图写入该原子变量,但本竞争机制保证有且仅有一个线程能成功获得该单元的所有权,以保证算法的互斥性。经数值实验表明,对于10~7的点集,该算法在16核下加速比可达7.06倍。

一种基于动态分组策略和多线程并行IO的并行镶嵌算法优化

遥感图像的镶嵌处理具有数据量大,流程复杂,算法处理耗时巨大的特点,并行计算是加速镶嵌处理过程速度的有效手段。但是,传统的并行镶嵌算法由于任务分配采用静态策略,导致计算节点负载不均衡,并行效率不高。同时,由于传统并行镶嵌算法中存在大量非常耗时的数据存取操作,并且在重采样和匀色过程中存在不合理的流程配置,使得并行效率降低,难以得到比较线性的加速比。本文提出的基于动态任务分配和多线程并行I/O的并行镶嵌算法,较好地解决了上述问题,通过对比分析和实验表明,本算法对大规模图像的镶嵌处理,具有较好的并行处理速度,以及理想的线性并行加速比曲线,节点扩展能力较强。

基于多线程并行的图像多维混沌加密改进算法

为保证数字图像在传输过程中的安全性以及实时性,基于目前得到广为使用及研究的基于二维广义Arnold映射和三维Liu混沌系统的多维图像加密算法,提出了一种多线程并行的图像加密算法。通过对任意尺寸的图像进行边沿填充,弥补了原算法只能针对方阵图像的问题;通过对图像进行分块,并通过多线程技术对每一个分块进行加密,大大提高了实时性;提出了对原算法代码的进一步优化,提高了图像加解密速度;给出了不同的分块方式以及算法改进对处理速度的影响。

多核多线程并行求解线性方程组

线性方程组求解在科学与工程计算领域具有广泛的应用。文章依据多核计算机共享二级缓存和私有一级缓存的容量,采取将线性方程组的增广矩阵按行划分并合理地分布存储到各级缓存中,各个处理核以多线程方式并行计算矩阵行的方法,给出了一种在多核计算机上实现的线程级并行求解n阶线性方程组的算法。实验结果表明,与原Gauss-Seidel并行算法相比,文中所提出的算法具有较好的加速比和可扩展性。

基于多线程并行的动态自适应建表加速算法在气相爆轰模拟中的应用

在带详细化学反应机理的气相爆轰过程数值模拟中,化学反应源项的刚性和非线性会使计算花费大量时间。为了提高化学反应的计算效率同时不降低计算精度,针对包含氢气与氧气详细化学反应机理的二维气相爆轰过程,提出了各线程独自建表和所有线程共有单表两种基于多线程并行的动态自适应建表(ISAT)算法,以取代原始的直接积分(DI),在不损失计算精度的条件下提高计算效率。两种并行算法分别采用了各线程独立建表和所有线程共建单表的方式,以此分析建表方式对计算效率的影响。在此基础上,还分析了建表容差判据和数值格式对计算效率的影响。研究结果表明:基于ISAT的并行算法在所有条件下均能提供与DI结果相当的计算精度,各线程独立建表的计算效率较共建单表的方法有更高的计算效率,其化学反应计算的加速比为2.17~2.43;并行建表算法不仅能够准确地描述二维气相爆轰波的传播过程,还可以提高化学反应流并行计算的计算效率。

基于状态机与线程级多任务并行模型的数据采集传输调度设计

为解决水质污染物数据采集传输系统中多任务事件响应及数据传输不稳定问题,将数据采集传输功能分为若干子任务模块,引入状态机理论作为多任务调度研究理论基础,设计线程级多任务并行模型作为调度研究支持,由状态机维护多任务、多线程数据请求,基于实际数据采集过程中建立采集传输事件与控制任务的关联关系,实现对采集传输事件的快速响应。采用基于线程级多任务并行模型调度方法实现自检、告警、配置和通信等功能,利用互斥锁达到通道隔离目的,提高系统的抗干扰性。最后对采集传输系统进行实地污染物数据采集监测实验。实验表明:基于状态机与线程级多任务并行模型的调度方法可以有效稳定地完成数据的采集和传输。

基于MAB的PET多线程并行等效建模方法

基于多有源桥(multiple active bridge,MAB)的电力电子变压器(power electronic transformer,PET)具有“模块化,大规模,高复杂度”的特点,相比与其他基于双端口功率模块的PET拓扑,其电磁暂态加速仿真面临更大的困难。为提高仿真效率与CPU利用率,文中提出一种适用于MAB型PET的并行等效建模方法。首先,根据“变压器端口解耦”的思路,建立PET串行等效模型。然后,利用所提等效方法的高度可并行性,给出等效模型多线程并行仿真框架,并进行并行算法评价与影响因素分析。通过PSCAD/EMTDC仿真验证,所提等效模型能够对详细模型进行多工况高度拟合,串行等效模型加速比可达2~3个数量级。在最优并行线程数下,并行等效模型可实现对串行模型2~3倍的二次加速。

多线程双向并行扫描光栅化硬件加速器

光栅化是图形渲染管线中的关键环节,光栅化加速器是决定图形处理器性能的重要部件。基于重心坐标系的透视校正插值算法,在边函数算法基础上,提出双向四行并行的扫描方式,优化了光栅化算法,提高了图形渲染管线效率。硬件上实现了多线程双向并行扫描的光栅化加速器,验证环境采用20 nmXCVU440平台芯片,综合实现后频率为125 MHz,满足设计需求。

基于预留缓存的并发访问及多任务并行支撑技术研究

在航天装备在役考核试验执行中,对于存在时空重叠的多个任务以及子任务,需要应用并行执行支撑技术,从而完善任务分配的合理性、提高任务处理的效率、数据处理的实时性等约束性质;以典型航天装备在役考核综合评估任务为对象,从任务流层面和数据流层面,对并行控制与处理算法进行研究,采用基于预留缓存的多线程并行并发技术,对多任务进行并行处理和执行;实现任务的合理自主规划、数据处理与读写的多线程触发与执行;依托自主研发的航天装备在役考核综合评估系统,对方法进行验证;系统运行结果表明,采用基于预留缓存的并发访问及多任务并行支撑技术可以高效、快速地对大纲设计、数据采集等多个过程进行并发执行控制,对多源数据进行并行处理计算,有效提高了在役考核试验执行和综合评估的效率。

电力电子变压器电磁暂态并行仿真等效建模方法

电力电子变压器(power electronic transformer,PET)具有模块化、多节点、频率高的特点,其详细模型的电磁暂态仿真(electromagnetic transient,EMT)效率低下,仿真提速需求迫切。从模型自身提速与提高CPU计算效率两方面入手,提出了PET电磁暂态并行仿真等效建模方法,并以级联H桥型PET(cascaded H-bridge type power electronic transformer,CHB-PET)为例进行了理论推导与仿真验证。首先,以导纳是否可定为标准,将功率模块(power module,PM)划分为不同导纳单元电路的组合;其次,从有载二端口的角度出发,推导出H桥单元对外仅含2种等效导纳,可简化为二值导纳单元;将各单元的导纳参数预存,利用叠加定理求取端口短路电流,即可快速获取PM诺顿等效电路参数,聚合形成CHB-PET串行等效模型;最后,结合该模型的高度并行性构建了并行仿真框架。在PSCAD/EMTDC中进行仿真验证,该模型实现了对详细模型的多工况高度拟合,最大误差小于3%。当单相模块数为48时,最佳并行等效模型可实现对详细模型10000多倍的仿真提速。

基于单片机运行的多线程任务状态机

本文目的是改进单片机的编程方式。VHDL中常用的状态机编程方法,被引入到单片机的编程结构中,并对两种结构做出对比和阐述。本文阐述的程序结构可以提供一种低成本的实时系统解决方式,而其编程思路是比事件触发状态机更为复杂和有效的单片机编程方法。

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。