Level set函数快速步进并行重构的分区优化

为进一步提升Level set函数重构的分区并行重构效率,本文采用均分交界面方式进行分区,并保证生成内边界重构节点数量最少。通过运用基于共享存储并行编程(OpenMP)多线程技术的并行计算模型,实现圆球、Zalesak球和哑铃等值面的并行重构。计算结果表明:新分区方法能平衡子区域间计算荷载,减少子区域间信息传递次数和节点回滚次数,与均分区域方法相比,新分区方法能够获得更高计算速度,具有更好的实用性和可扩展性。

并行重构程序中过程调用的优化技术

过程间分析技术是提高编译器目标码效率的重要技术．在分布式存储的并行系统中，数据分布的好坏对应用程序的性能有重要影响．但是仅做过程内的数据对齐和分布推导难以获得良好的全局数据分布模型，而且会使过程调用的开销难以控制，因而如何处理过程调用，以及数据分布信息在过程调用点的收集与传播对生成高效率的目标码是极其重要的． 文中应用过程调用实例化技术，减小过程调用的开销。

多岔控制转换的并行化重构

诸如ＰＡＳＣＡＬ里的ＣＡＳＥ，Ｃ里的ＳＷＩＴＣＨ，ＦＯＲＴＲＡＮ里的计算ＧＯＴＯ等等语句所代表的多岔控制转移，是程序设计语言中最复杂的控制结构之一．其本身，或者与无条件ＧＯＴＯ的配合使用，迄今在国内外均被并行性识别排除在外，亦即无条件地保持串行，从而丧失硬件惊人的并行潜力．本文通过并行化重构，在等价地消除各种多值逻辑的基础上，进而实施对它们的并行性分析，把隐藏于其中的潜在并行性全部挖掘出来．

微纳聚合体卫星的对称式重构规划算法

为解决微纳聚合体卫星变构过程中,聚合体各部分之间的动力学耦合导致的卫星整体姿态翻转或紊乱,提出了一种对称式变构规划算法。首先建立了铰链约束下的漂浮基多刚体系统动力学模型,研究了重构过程中各运动模块对本体姿态的影响,提出当每两个运动模块位置与转动方向满足对称性条件时,两者对本体姿态的影响可在一定程度上相互抵消。基于上述理论,在A*算法中引入最优分配度量和对称性判定,设计了并行对称重构规划算法。仿真结果表明,该规划算法可实现重构过程中多模块并行、对称运动,重构过程总步数较少,运动模块对本体姿态的影响小。

OpenMP并行程序的编译器优化

OpemMP标准以其良好的可移植性和易用性被广泛应用于并行程序设计。该文讨论了OpenMP并行程序的编译器优化算法,在编译过程中通过并行区合并和扩展,实现并行区重构,并在并行区中实现了基于跨处理器相关图的barrier同步优化。分析验证表明,这些优化策略减少了并行区和barrier同步的数目,有效地提高了OpenMP程序的并行性能。

面向神威高性能多核处理器的并行编译优化方法

在神威高性能多核服务器上,自动并行化编译系统为识别和申明程序中的并行性,产生的OpenMP程序没有经过充分的优化,其采用简单的fork-join模型,存在大量的并行循环嵌套,导致运行效率低。为提升自动并行化编译系统产生的OpenMP程序的运行效率,提出一种并行域重构优化技术。并行域重构技术通过合并程序中的并行域和扩展嵌套循环中的并行域范围,减少OpenMP程序的并行域数目,降低线程组频繁创建和合并等控制开销,将简单fork-join模型的OpenMP程序转换为性能更为高效的单程序多数据模型的OpenMP程序。实验结果表明,在新一代神威高性能多核服务器SW1621平台上,并行域重构技术在NPB3.3-OMP测试集和SPEC OMP2012测试集上的运行效率分别提高了10.77%和7.94%的,可有效提升自动并行化编译系统OpenMP程序的执行效率。

直接数字波形合成中存储结构改进方法

直接数字波形合成(DDWS)可以最大程度保证信号的细节不遗漏,是模拟不规则波形的主要技术手段。现有DDWS存储结构虽然能解决速度性能与存储空间之间的矛盾,但是周期采样数必须是并行通道数的整数倍,限制了信号的输出精度。针对该问题,提出一种存储结构改进方法。通过研究波形数据输出序列的规律,改进地址发生器,对并行输出数据进行自适应选择,增加并行重构器,实现并行数据自适应排序。在现场可编程门阵列(FPGA)平台上进行综合后仿真验证,结果表明,该方法能克服周期采样数受限的不足,提高信号的输出精度,且逻辑增量小于FPGA总逻辑资源的1%,在硬件资源上具有明显优势。

含数组引用的过程间数据流分析

并行重构是发挥多处理机高计算性能的重要手段，但是许多并行重构系统，往往不作过程间数据流分析，因而限制了含调用语句的ＤＯ循环的并行。本文以中国科学院计算技术研究所并行编组研制的ＰＯＲＴ系统为背景，给出含数组引用的精确的过程间数据流分析的设计思想，着急诼其在并行化，优化方面的应用。

基于并行框架的KYLIN-Ⅱ程序输运模块并行开发

KYLIN-Ⅱ程序的输运计算模块采用了特征线(MOC)中子输运计算方法,其计算精度较高,但计算效率较低,因此需要对其进行并行优化,以提高计算效率。本文基于并行框架进行并行编程,重新设计了输运模块底层数据结构,将网格标通量、通量矩、粗网格净中子流等数据注册到并行框架上,并重新组装了输运模块计算流程,实现了对输运模块的并行重构,提高了程序的计算效率,解决了直接开发并行软件时开发要求高、开发周期长等问题。通过基准题验证表明,本文的并行优化计算精度与原程序基本一致,加速效果较好,在190个核上的并行效率可达74%。