蒙卡-点核耦合方法计算核设施退役辐射场

在核设施退役过程中,随着退役设备的拆除,需要计算其三维辐射场的分布,并对核退役场景进行快速、精确的剂量计算和评估,以降低辐射对人员和环境的危害。目前,使用单一的确定论方法和随机性方法计算结构复杂的辐射场均存在不足,无法快速准确的计算退役设施辐射场的分布,而蒙卡-点核耦合计算可精确快速给出辐射场的分布,因此,利用蒙卡-点核耦合方法计算退役辐射场。对多点源辐射场模型计算结果表明,蒙卡-点核耦合计算比单一点核方法计算误差精度提高约1～2个数量级,相比于单一的蒙特卡罗计算可节约几十倍的时间;同时,蒙卡-点核耦合计算对体源模型的计算结果表明,耦合计算比单一的蒙卡方法计算速度提高几十倍,且最大相对误差在30%以内,计算精度较高。基于蒙卡-点核耦合计算方法,初步开发了核设施退役三维辐射场计算程序软件。

基于核外计算的Datalog引擎设计与实现

随着新兴技术的迅速发展,领域软件对开发效率提出了新的要求.Datalog语言作为一门具有简洁语法和良好语义的声明式编程语言,能帮助开发人员快速开发和解决问题,近年来越来越受到重视与欢迎.但解决真实场景问题时,现有的单机Datalog引擎计算规模往往受限于内存容量大小,不具有可扩展性.为解决上述问题,设计并实现基于核外计算的Datalog引擎.方法首先设计一系列计算Datalog程序所需的支持核外计算的操作算子,然后将Datalog程序转换合成带核外计算算子的C++程序,接着方法设计基于Hash的分区策略和基于搜索树剪枝的最少置换调度策略,将相应的分区文件调度执行计算并得到最终结果.基于该方法,实现原型工具DDL(disk-based Datalog engine),并选取广泛应用的真实Datalog程序,在合成数据集以及真实数据集上进行实验,实验结果体现了DDL良好性能以及高可扩展性.

摩托车液压盘式制动器的计算与校核

为了保证摩托车液压盘式制动器的制动性能,对某型摩托车的结构及相关参数进行分析并建立计算模型。通过对摩托车在常规制动及满载极端工况下的制动运行情况进行计算,确定了摩托车所需的其它技术参数,并根据GB 7258—2017(机动车运行安全技术条件)国家标准对其校核,为开发其它摩托车型的制动器提供计算依据。

多核微机基于OpenMP的并行计算

随着四核微机走向市场和八十核处理器在实验室研制成功,多核正引领软件研发发生基础性变化。开发人员需要在代码中添加线程来利用系统所提供的多个内核,从而提升PC应用软件的功能和性能。文中探讨在多核微机上进行并行计算的实现技术。介绍了共享存储系统并行编程接口OpenMP的模型、指令和库函数,以及Intel C++编译器9.1和Microsoft Visual Studio 2005等对OpenMP的支持;着重探讨了二维离散快速傅里叶变换并行算法的设计、实现与优化技术;展望了高性能并行计算软构件库的开发前景。

多核并行计算技术在电力系统短路计算中的应用

考虑到大型电力系统分析计算耗时过多,提出一种适用于电力系统分析计算的多核并行技术。以短路计算为例,详细给出了如何采用多核并行计算将节点矩阵分解后求解的基本流程。通过仿真分析验证了所述方法,对算法使用前后的效果进行了对比。在此基础上,针对华中电网的节点模型,进行了故障计算的测试,并比较了多核并行计算方法与基于集群计算方法的性能。结果表明所提出的多核并行计算方法正确且有效。

核外计算中的几种I/O优化方法

大数据量应用问题引入核外计算模式,由于访问磁盘数据的速度比较慢,I/O成为核外计算性能重要的限制因素·提出了一种使用运行库进行I/O优化的方法,给出了3种有效的优化策略:规则区域筛选、数据预取和边缘重用·编程人员可针对不同的应用问题使用相应的优化API来缩短程序执行时间·实验结果表明,通过减少I/O操作次数和内外存交换的数据量以及隐藏部分I/O操作延迟,有效提高了核外计算的性能·

p-HPF并行编译系统核外计算的实现及优化策略

文中阐述了ｐ－ＨＰＦ编译系统中对核外计算的支持以及采取的优化策略．通过对编程模型的扩充和并行Ｉ／Ｏ模型的构造，ｐ－ＨＰＦ编译系统已能对核外数组进行有效的处理．通过采用数据筛选、行列优先、预取、文件与数组的一一映射等优化策略，使并行程序执行核外计算的效率得到了大幅度地提高．文中叙述了核外计算模型及其优化的设计思想与实现。

非规则、核外并行计算研究综述

非规则、核外计算既是大规模并行应用普遍存在的问题,也是影响大规模并行应用效率的关键问题.本文从并行处理模型、运行支持库实现和并行优化三个方面对非规则、核外计算技术进行了全面综述,并对典型研究成果的特点和不足进行了分析.如何充分利用系统结构的特点和应用数据本身的特点,寻求非规则、核外计算处理的优化是现有技术发展的共同思想.在此基础上,指出了处理两类问题的技术相关性以及在SM P集群系统结构和网络存储环境下,解决非规则、核外计算的新思路:一是从问题描述、编译优化、运行支持等多层次协同研究充分利用系统结构特点的优化技术,二是从应用问题出发,在并行粒度确定、并行范例选择等方面统一非规则、核外计算的处理,三是研究新的支持非规则通信的优化技术和动态负载均衡方法.

平板车滚装装船方法计算及校核

平板车滚装装船方法是目前海洋工程领域新兴的一种装船方法。本文基于海洋石油201深水铺管船的托管架运输项目,对平板车滚装装船方法的计算及校核进行了较详尽的介绍。可为今后同类工程实践提供参考,使平板车滚装装船方法得到有效安全的实施。

核外计算中I／O优化策略的研究

在大规模科学计算中,核外计算的应用越来越广泛,而核外计算时间优化的关键是I／O执行 时间的长短．通过对I/O优化方法的研究,实现了数据筛选、数据预取、数据重用三种I／O优化策略．实 验结果表明这三种优化策略均能隐藏I／O延迟,优化核外计算的系统性能．

面向工作站机群的核外计算模型及实现

提出了面向工作站机群的核外计算模型。基于该模型并采用面向对象的语言机制 ,在工作站机群系统上实现了对核外数组的有效处理 ,使得工作站机群系统能够处理海量数据应用问题。通过对局部数组文件分布的优化、采用自适应的数据筛选和数据预取策略 。

多核混合可重构计算系统MRCS的设计

设计了一种面向计算密集型应用的多核混合架构可重构计算系统MRCS。其可重构处理器中的可重构阵列计算单元负责密集规则的运算,浮点处理器负责离散运算,配合灵活的本地缓冲,有效地提高了多核可重构计算系统对算法的适应性。实现了一个能够稳定地运行在100 MHz的基于FPGA的MRCS原型,并通过分别映射大维度浮点矩阵乘法、IDCT算法和运动估计算法进行性能验证。实验结果表明MRCS具有更高的计算效率和灵活性。

应用编译技术优化核外计算程序

阐述了一种适用于核外计算程序的变换技术,它通过联合使用循环变换和数据变换这两种编译优化技术来增强程序的局部性,提高数据存取效率。该方法不仅能优化单独一个嵌套循环,还能同时处理多个嵌套循环。实验结果表明了该方法能显著提高核外计算的性能。

一种基于PVFS的并行核外计算方法

针对传统的并行核外编程复杂、虚存系统性能不理想的问题,提出一种基于PVFS的并行核外计算方法,描述了其软件层次结构、数据访问策略及实现,为工作站机群用户提供了方便的编程接口以及核外数据的全局视图.实验结果表明,该方法扩展了可有效解决的核外问题规模,大数据量时的计算性能优于虚存系统.

多核计算机上并行生成类测试用例

通过类的数据流分析计算出实例变量的"定义-使用"对信息以及成员函数的前置和后置条件,利用类的继承多态性对被测试类进行预处理。在JPF中设置搜索环境,将测试用例生成问题简化成模型检测中寻找反例的问题,提出一种在多核计算机上实现的线程级并行生成类测试用例的方法。实验结果表明,该方法可以减少测试生成所需的状态数和运行时间,算法可使用的处理核心越多、测试生成所需的时间越少。

基于大系统分解协调和多核集群并行计算的流域梯级水电中长期调度

为提高流域梯级水电的库容和电力补偿效益,建立了水电精细化调度模型,将各决策变量转换为状态变量的表达式,模型更加直观清晰,并应用水位约束空间收缩方法缩减寻优尺度。以分析各水电站特征及空间分布格局为切入点,基于大系统分解协调思想将流域梯级水电系统分解为多个子系统,并进行逐区调度和协调优化,从寻优空间降维的角度改善"维数灾"问题。分析优化调度动态规划方法的并行特征,搭建Matlab多核集群并行计算平台进行并行计算,提高算法执行效率。最后以乌江干流"4库7梯级"水电系统为例进行仿真,结果表明:应用大系统分解协调方法计算精度较高,降维效果明显,多核集群并行计算显著提高计算效率,具有较高的实用价值。

虚拟共享存储系统中核外计算的实现

本文提出了在虚拟共享存储系统中实现核外计算的方法 ,对如何把核外计算与共享存储编程环境相结合进行了详细的讨论 ,提出了核外化页面表的概念 ,给出了相应的数据结构描述 ;同时 ,举例说明这种实现方法的优越性 ,并提出了实现过程中的一些优化方法。。

^(142-146,148,150)Nd光核反应理论计算

基于我国自主研制的核反应理论计算程序MEND-G,针对200 MeV能量范围内光子诱发^(142-146,148,150)Nd的核反应数据开展了系统的理论计算研究。首先分析了现有的多种光核反应测量数据,筛选出以实验数据作为理论计算依据;利用8种经典的光子强度函数模型和准氘模型,描述光子吸收截面;在此基础上,采用MEND-G程序对^(142-146,148,150)Nd开展光核反应理论计算,并通过优化6个Gilbert-Cameron能级密度参数,得到适用于Nd天然稳定同位素的普适能级密度,同时针对^(142,143)Nd得到与实验结果符合更好的定域能级密度参数。通过对分光中子出射截面的系统分析,建立了ENDF-6格式的光核反应数据。结果表明,推荐的光核数据合理,与实验测量数据一致性较好,该数据已收录在CENDL-3.2光核子库中。

多核计算机上的快速傅里叶变换并行算法

针对现有多核结构上快速傅里叶变换(FFT)并行算法没有利用多级缓存和线程级并行等多核特性问题,通过运用多核多级存储特性合理划分数据,采取子序列FFT计算和多线程并行逐对计算FFT相结合的方法,给出一个N点、一维、有序和基数为2的多核多线程并行计算FFT非递归算法。理论分析和实验结果表明,该算法实用、高效,能获得较好的加速比和可扩展性。

多核计算机上非递归并行计算矩阵乘积

提出"延迟隐藏"的数据预取模型,实现计算与访存的重叠操作,以达到共享二级缓存零缺失;给出"基本块"的概念,以简化算法的数据结构和减少存储开销;按基本块连续存储方式存储矩阵元素,从存储层次上优化算法,显著地减少页表缓冲缺失;采取非递归调度基本块的策略,充分利用多核计算机的共享二级缓存来减少访问主存的次数,并且不局限于某种特定的存储结构,实现算法缓存无关.多核计算机上的实验结果表明,给出的非递归计算矩阵乘积的线程级并行算法高效、可扩展.