虚拟分布式处理单元的设计与实现

针对过程仿真系统中对于DCS全仿真的需要 ,讨论了应用虚拟分布式处理单元的必要性 ,设计和实现了在PC机环境下运行的VDPU。对VDPU设计的整体架构和主要组成部分实现方法进行了研究 。

基于任务处理单元的工作流动态模型研究

将处理操作和处理数据信息封装为任务处理单元对象,并以此作为集成系统的基本处理对象,通过研究这些单元之间的约束、控制关系和管理机制,实现工作流的动态调度和控制,去掉了传统的人为控制、约束工作流程,易于形成业务管理的调度控制集成系统,从而充分发挥系统的柔性和规范性的特点,为优化工作流程、减少工作冗余提供了较好的方法,使系统易于动态加入或删除一些处理单元以适应新的需求。

面向视频处理的粗粒度可重构单元设计

针对视频处理算法,设计了一种面向视频处理的粗粒度可重构处理单元.它可以执行8位数据的加法、减法、乘法、乘加和求两数差的绝对值等操作,可以有效地支持高计算密度的视频处理算法.可重构处理单元使用Verilog设计,采用CMOS0.18μm工艺DC综合,面积为97913μm,关键路径为4.51ns,总的动态功耗为4.2mW.完成一次8×8像素块的2D-DCT算法和全搜索块匹配MAD算法分别需要10和15个时钟周期.

适用于片上并行计算阵列的超精简处理器架构

提出一种超精简处理单元架构。该处理单元基于运算-跳转式单指令处理器体系。使用指令优化和内部总线上加速器,该处理单元能够执行传统算术运算式单指令处理器难于执行的高效位运算以及执行效率较低的数据转移操作。以该处理单元构成的片上大规模并行计算阵列可用于图像处理等局部性强、实时性要求高的计算任务。包含有该处理单元架构的16 16的原型阵列已经在FPGA上实现,性能达30.7GOPS@120MHz,平均功耗39.5mW。

国外研究表明手性磁体材料可提高类脑计算适应性

英国伦敦大学学院、伦敦帝国理工学院领导的国际合作研究表明,利用手性(扭曲)磁体的内在物理特性,可提高机器学习任务适应性,大幅减少类脑计算的能源使用。研究结果发表在《自然·材料》杂志上。传统计算由于独立的数据存储和处理单元需要消耗大量电力。机器学习利用物理储层计算方法,消除对独特内存和处理单元的需求,促进更有效的数据处理方式,成为传统计算更可持续的替代方案。但该方法的缺陷在于缺乏可重新配置性,执行不同计算任务时效果存在差异,这是由材料物理特性导致的。

多视匹配方法的计算任务分析及其GPU并行实现

构建了多视匹配过程的总计算量模型,根据模拟参数赋值结果,分析得到了其中的密集计算任务,探讨了其GPU并行加速的必要性;针对单立体影像匹配技术细粒度GPU并行计算方案的不足,研究并设计了一种多视匹配密集计算任务的GPU粗粒度并行计算方案;利用专业级的GPU并行计算平台,对GPU粗粒度并行计算方案进行了实验验证,结果表明,该方案对于多视匹配过程中密集计算任务的并行加速效果十分显著。

分子生物计算机层次结构及分子计算基本概念的讨论

分子生物计算是当今世界科学前沿的研究热点。由于分子生物计算领域研究者的兴趣已从验证性的算法阶段开始走向实际应用,所以研究通用分子生物计算机是一件重要且有趣的事。针对报道中频繁出现的分子生物计算机、分子生物计算机的硬件和软件等基本术语,文中继承性地提出了新观点,对这些概念的讨论有益于分子生物计算机的研究与发展。文中还设计了面向不同用户的分子生物计算机逻辑层次结构,并描述了各层的作用和对各类用户的知识要求。该文认为,在分子生物计算机中,至少应有面向用户和面向专家的程序设计语言,并以求解有向Ham ilton路径为例,分别描述了这两种语言的模式。此外,在建立了一种分子生物计算机物理模型之后,还对分子生物计算机结构和组成进行了较详细的讨论。这些工作使研究分子生物计算机,有了不同的方向和途径。

可重构计算中的负载可分应用性能分析与预测

以参数化的硬件线程执行模型对负载可分应用的性能进行了分析与预测.重点讨论包含多个可重构处理单元(RPU)在内计算平台的负载可分调度问题,分析了配置因素对调度结果以及应用处理时间的影响.结果表明,若配置与通信操作不完全重叠,存在最大可用RPU数和最优RPU数,进而可得出优化的调度方案及应用处理时间,指导应用的设计实现.

CPN网络模拟仿人机器人学习推理能力的应用

在对CPN神经网络基本原理进行研究的基础上,用一个CPN网络模拟仿人机器人学习推理能力的例子,并分析了其在网格计算平台下实现的可能性和可持续学习能力,为进一步研究仿人机器人脑行为提供了可能。

基于扩展CPN的多源数据报警相关性

针对网络安全管理员要处理来自IDS、防火墙、防病毒软件以及漏洞扫描器等安全工具所产生的报警信息来获得计算机网络中攻击的高级描述,提出基于多源数据报警相关性的方法。首先,对CPN(Colored Petri Net)进行扩充,增加了反映安全工具报警信息的观测集,形成了ECPN(Extended Colored Petri Net),并对其进行了形式化描述与图形建模;其次,提出了基于ECPN攻击场景的构建关联算法ECPN-Scenario-Constructor以及攻击动作提取算法Multistep-Abstract;最后,对DARPA 2000入侵场景关联评测数据集进行了实验。实验结果表明:该算法可以对报警进行有效的关联,及早地发现攻击者的攻击策略,并能有效地避免误报和减少漏报。

基于GPU加速的定向凝固相场模拟计算研究

相场法作为一种极具优势的微观组织数值模拟方法,已经在凝固微观组织演化机制的研究中得到了广泛应用。然而无论是从计算尺度还是微观组织演化时间上考虑,相场模拟计算量均非常大,对计算机有着非常高的要求。相对于传统的中央处理器(CPU)计算,图形处理器(GPU)计算是最近发展的一种高效计算手段。提出了一种基于GPU加速的定向凝固相场模拟计算策略,实现了大尺度条件下的定向凝固界面形态演化的加速计算。计算结果表明,对于单个计算机,GPU计算与CPU计算的加速比可以高达30余倍。GPU加速将为相场模拟的发展及应用带来新的契机。

基于多图像处理单元的Matlab计算全息图快速算法

为实现全息图的准实时计算,提出了一种基于多图像处理单元(GPU)的Matlab计算机生成的全息图快速算法。该方法充分利用了Matlab编程的简易性和GPU的高计算性能,可有效节约全息图计算时间。模拟结果表明,所提方法的计算速度比传统计算方法提高了两个数量级。

基于并行计算的抛光轴表面缺陷检测研究

针对在生产实践中抛光轴表面缺陷检测的实时性和缺陷分类需求问题,对抛光轴表面缺陷检测系统、缺陷图像采集、图像特征、传统检测方法等方面进行了研究,归纳了轴表面缺陷检测的处理方法。提出了两种基于并行计算的检测系统,即基于云的Spark多机并行的分布式计算机集群检测系统和单机多核的CUDA并行处理检测系统;通过Spark架构多机分布式并行计算机理的分析,以及结合CUDA单机多核并行运算原理,从数学角度进行了并行化处理,最后进行了相应的实验。研究结果表明:基于CUDA的单机多核的并行处理检测系统适合实时检测,基于Spark的多机分布式并行检测系统不适合实时检测系统,但适合大数据处理系统。

一种计算机网络对抗战术情报的生成模型

情报提供及时、完整、准确的对抗态势,使得作战的指挥决策者能顺利完成决策任务。情报生成是保证情报质量的关键,现有计算机网络对抗缺少独立的情报生成系统。基于着色Petri网,为计算机网络对抗的战术情报提出一种生成模型。明确计算机网络对抗的作用对象及情报外延,形式地定义情报生成活动及过程,在此基础上建立战术情报生成的CPN模型。该模型通过CPN Tool 2.2进行仿真和分析,验证了该模型提供的情报生成过程的计算可行性和有效性,为相应的软件系统设计提供依据。

适用于防御系统的嵌入式超级计算系统－DAP

系统地介绍了分布式陈列处理机（ＤＡＰ）的体系结构，较详细地论迷了处理罢单元阵列和阵列存储器；介绍了ＤＡＰ的语言系统、程序开发应用支撑库；对其当前的实现、应用情况以及发展前景进行了简要的阐述。

高性能计算发展研究

高性能计算是指利用多处理单元所形成的强大计算能力来解决用单个工作站无法完成的密集型计算任务。高性能计算的发展水平已经成为衡量一个国家综合实力和高科技发展水平的重要标志,美国、欧盟、日本、英国都高度重视高性能计算的发展,并在国家层面设有专门机构负责研究、制定高性能计算发展策略,我国也逐渐将高性能计算的发展提升到了国家战略层面。

宽频测量实时数据站域预处理与自适应传输关键技术

宽频测量实时数据容量大、密度高,在主子站进行数据交互时易造成网络拥塞,且在主站集中式存储与分析时占用资源多。借鉴边缘计算理念,提出宽频测量实时数据站域预处理与自适应传输技术方案。在站域就地统计分析宽频测量数据得到预处理结果数据,在电网平稳状态下仅将预处理的结果数据上送给主站。在宽频扰动运行工况下自适应切换主子站传输模式,主子站按需传输宽频测量实时数据。给出了站域预处理与自适应传输原理,阐述了数据预处理、宽频扰动监视、自适应传输模式、自适应传输流程等关键技术。实验结果验证了宽频测量实时数据站域预处理与自适应传输的正确性与有效性。

并行计算机计算模型

计算模型定义一台计算机的使用模式。利用计算模型可以导出计算机的体系结构,为程序设计工具提供准则,并指导计算机的应用。研究计算模型对并行计算机来说尤为重要,因为这种机型的体系结构和使用一般还没有完全为人们所熟知。本文描述了许多适于并行计算机的计算模型,这些模型描述了处理机在运算期间交换中间结果的通讯模式。我们着重讨论一维处理机阵列模型。

网络计算技术发展情况及应用前景分析

随着网络速度持续提升,网络处理开销愈发显著,网络计算技术已成为卸载主机负担、释放服务器算力、解决网络瓶颈的关键技术,在云计算和边缘计算领域备受关注。首先从网络计算技术的需求入手,阐述网络计算技术产生的背景,重点围绕可编程交换和智能网卡两方面,梳理网络计算技术的发展情况和产业化情况,最终对网络计算技术的应用前景进行分析,给出其应用场景和应用价值。

凌力尔特公司推出用于多核处理器的LTspice Ⅳ

2009年1月6日北京凌力尔特公司（Linear Technology Corporation）推出LTspice Ⅳ，这是对其免费SPICE电路仿真软件LTspice／SwitcherCAD^TM Ⅲ所做的一次重大更新。LTspice Ⅳ具有专为提升现有多内核处理器的利用率而设计的多线程求解器。另外，该软件还内置了新型SPARSE矩阵求解器，这种求解器采用汇编语言，旨在接近现用FPU（浮点处理单元）的理论浮点计算限值。当采用四核处理器时，