OpenMP并行程序在数字全息三维重构中的应用

随着计算机和CCD技术的发展,全息技术与现代计算机技术、数字图像处理技术、空间光调制技术及自动化技术相结合,成为一种新技术-数字全息成像技术。正因为数字全息技术涉及光学全息技术、计算机技术、电子成像技术,所以它不仅可以得到原始物体的振幅,还能得到相位信息,使其在重构三维物体表面形态方面具有一定的优势。分析了基于卷积的离轴数字全息重构的基本原理,建立了离轴数字全息三维重构的一般过程,通过最小范数法对图像进行解包裹计算。结合全息重构算法,使用C语言实现了数字全息三维重构软件的设计和开发。通过重构软件对CCD采集的全息图进行重构,在重构的过程中,比较了OpenMP的不同并行方法对重构时间的影响。结果表明,OpenMP并行方法可以有效地提高数字全息三维重构的速度,并得到了理想的重构效果。

OpenMP并行程序的性能数据采集

目前,随着大规模并行计算的高速发展,并行程序性能分析与建模的地位日益重要,而并行程序性能数据的采集是进行性能分析的基础。硬件计数器的使用使人们能够更加便利地在程序执行过程中采集性能数据。文章讨论了OpenMP并行程序的性能数据采集技术,并介绍一种利用PAPI进行数据采集的实现方法。

共享内存结构OpenMP并行程序的自动生成

有效的程序自动并行化系统能帮助用户充分利用并行计算机的硬件资源和提高并行程序设计的效率。OpenMP作为共享内存结构的编程标准,具有良好的性能和可移植性。本文介绍了基于SUIF的OpenMP并行程序自动生成工具OAGT的设计和实现,重点讨论了其中所涉及的几个主要技术问题:循环分析、流水并行、归约操作、同步优化等。

基于采样的并行程序性能测量分析工具研究

在实际运行中,并行计算程序的性能常常在理论峰值与预期存在较大差距。使用性能分析工具进行程序调优是解决这一问题的高效手段。然而,程序员和开发者在使用性能分析工具时往往面临选择困难、配置和使用复杂等挑战。研究基于采样的并行程序性能分析工具有助于解决上述问题。相比于插桩技术,基于异步采样的性能工具可以更好地控制测量开销和测量数据大小。着重研究了三种典型的基于采样的性能分析工具:VTune Profiler、HPCToolkit和Nsight Systems,分析了其原理和功能,并且结合VASP等实际应用程序对工具的软硬件分析能力和并行编程分析能力进行了详细的探究和对比。根据这些工具在不同的应用场景下表现出的不同适用性和分析效果,提出了综合运用多种工具进行性能分析的方案,为开发者和程序员提供有益的参考。

蜕变测试研究进展及其在并行程序测试中的研究展望

在软件测试过程中,待测程序的预期输出是判断软件是否存在缺陷的重要因素.蜕变测试技术是利用被测软件的属性来检查程序输出,从而有效地解决程序预期输出难以构造的问题.近年来,蜕变测试在软件测试领域取得了蓬勃的发展,许多研究人员将蜕变测试技术进行优化,将其运用到各个领域,有效提高了软件质量.从原理、过程及其优化,应用领域3个方面,总结蜕变测试的研究工作,着重分析了近5年的研究进展,进一步展望了蜕变测试用于并行程序时,可能的研究主题.首先,介绍蜕变测试的基本概念和蜕变测试过程;接着,从蜕变关系、测试用例、测试执行过程以及蜕变测试工具4个角度,总结蜕变测试优化技术;然后,汇总了蜕变测试的应用领域;最后,基于已有研究成果,讨论蜕变测试在并行程序测试领域面临的问题,为蜕变技术在并行程序测试领域的研究提供可能的思路.

基于SUIF自动产生具有OpenMP编译指示的并行程序

介绍了如何基于SUIF实现具有OpenMP编译指示的自动并行化工作,即利用SUIF系统所提供的遍(pass)、注释(annotation)和C抽象语法树等技术,通过对类Ctree的修改,把并行注释转化为OpenMP编译指示,实现由串行程序到并行C程序的自动生成。

基于OpenMP的多核系统并行程序设计方法研究

随着多核处理器被广泛的应用于桌面系统,如何充分利用多核处理器的计算能力,挖掘应用程序的并行性,以充分发挥多核系统的强大计算能力,成为近几年国内外计算机领域研究的热点,多核系统并行程序设计也成为所有专业软件开发人员必须了解和掌握的一项技术.本文阐述了一种以OpenMP为基础的多核并行程序设计方法,研究并提出了两种符合多核系统并行程序设计特征的编程模式:条件同步模式和线程分组竞争模式.实验证明这些方法简单高效.

OpenMP多核并行程序的设计与实现

探讨了基于OpenMP的多核并行程序的设计和实现方法并验证了OpenMP的性能。实验结果证明基于OpenMP的并行算法拥有良好的加速比和效率。

并行程序设计课程全过程多途径思政建设方案

并行计算的应用领域越来越广泛,众多计算机类专业都将并行程序设计作为必修课程。依据ACM/IEEE计算课程体系规范,结合国产超级计算机的发展,该文梳理该课程的教学内容和包括思政目标在内的课程目标,进而设计全过程多途径的总体思政方案。思政元素涵盖所有5个思政目标,且较好地分布在全部5个知识单元中,教学方法和工具均根据各个思政元素的特点量身选择或设计。该文最后论述两个课程思政设计案例供相关课程参考,包括通过引导加速比上限的讨论强调辩证地理解相关规律,以及借助互斥锁的线上实践培养严谨求实的治学态度。

基于OpenMP的电磁场FDTD并行程序性能分析

OpenMP是共享内存并行程序设计的工业标准,它通过一些编译指导语句能方便地将程序并行化,特别适合于在多线程的计算机上使用。针对一个采用电磁场FDTD算法的二维波导问题,首先对其计算方法和计算过程进行简单描述,其次讨论了几个影响其并行程序执行效率的几个因素。结果表明,采取不同的并行方式,设定不同的调度策略,设置并行区线程数的大小均会影响并行程序的性能。因此,在使用OpenMP编写电磁场并行程序时,需要综合考虑各种因素的影响才能设计出高效的程序。

基于MPI和OpenMP混合编程的高分三号数据分布式并行转换算法

高分三号是我国C波段多极化合成孔径雷达卫星。PolSARpro是欧空局支持下的一款极化SAR影像处理的开源软件,为了便于利用该软件处理高分三号数据,本文提出了一种基于MPI和OpenMP并以PolSARpro软件的数据格式要求进行分布式并行转换算法,实现将高分三号极化数据快速精确转化为复数散射矩阵S2数据格式,通过KingMap V8.0平台实现了算法并在实际数据中进行测试,验证了算法的可行性、正确性和高效性。

基于OpenMP的色散介质FDTD并行程序设计

分析了色散介质时域有限差分的模型,并针对非磁化等离子体给出了的分层线性递归卷积算法。介绍了Open MP并行设计的基本模型,并将其应用于非磁化等离子体的计算当中。最终通过验证非磁化等离子体的透射电磁波,验证了将Open MP并行设计应用于色散介质中的准确性,同时依据计算区域大小不同的3个算例验证了该算法具有较高的并行性能。

基于OpenMP的电磁场FDTD多核并行程序设计

探讨了基于OpenMP的电磁场FDTD多核并行程序设计的方法,以期实现该方法在更复杂的算法中应用具有更理想的性能提升。针对一个一维电磁场FDTD算法问题,对其计算方法与过程做了简单描述。在Fortran语言环境中,采用OpenMP+细粒度并行的方式实现了并行化,即只对循环部分进行并行计算,并将该并行方法在一个三维瞬态场电偶极子辐射FDTD程序中进行了验证。该并行算法取得了较其他并行FDTD算法更快的加速比和更高的效率。结果表明基于OpenMP的电磁场FDTD并行算法具有非常好的加速比和效率。

基于MapReduce和OpenMP混合编程的高分三号数据并行转换算法

高分三号03与02、01卫星一起成功组网形成我国第一个海陆三星雷达卫星星座。针对PolSARpro软件存在高分三号数据转换较慢的问题,提出了一种按照该软件的数据格式要求对高分三号数据进行高效并行转换的算法。该算法基于MapReduce和Open MP进行混合编程,实现高分三号极化数据快速准确地转化为S2格式,最终采用KingMap V9.0软件编码实现了该算法并对真实的高分三号数据进行测试,验证了该算法的可扩展性、高效性、正确性和可行性。

基于OpenMP的航迹融合并行优化方法

针对组网雷达中分布式数据融合计算量随数据量增大急剧增加的问题及航迹融合中最耗时的航迹关联环节,提出一种基于OpenMP的多线程优化方法。通过OpenMP并行计算雷达航迹间的关联距离,提升内部算法运算速度,并将数据接收、融合处理和结果输出过程进行多线程处理,进一步加快外部数据交互速度,提升融合处理整体时间性能。以大容量目标场景为测试用例,评估处理时间和优化加速比。仿真结果表明,所提并行优化方法能够有效提升运算速度。

OpenMP的多核并行程序设计

介绍一种多核并行编程标准OpenMP,对循环并行化的指令和使用方法进行详细解释,并给出实例证明使用OpenMP对多核环境下程序效率的提高。

基于分布/共享内存层次结构的并行程序设计

分布内存结构和共享内存结构各具特点,又有很强的互补性,分布/共享内存层次结构将两种结构相结合,以充分发挥其优势。文中主要讨论基于分布/共享内存层次结构的并行程序设计问题,介绍了MPI和OpenMP混合并行程序设计模式。

PVM并行程序验证系统的原理与实现

本文主要介绍PVM并行程序验证系统的基本原理和实现技术．首先，我们扼要分析PVM程序的构成与特点；然后阐述验证系统的理论模型和验证算法；最后，讨论开发过程中的若干关键技术．本系统的研制可为并行程序的自动转换和分析验证提供一个可视化的运行环境．

Linux机群系统并行程序调试器的设计与实现

介绍了在基于Linux的机群系统中,并行程序调试工具XBUSTER的设计与实现,包括调试器的基本结构及在实现时所涉及的一些关键技术。XBUSTER具有一般调试器的基本调试功能,可以调试用C/Fortran语言编写的PVM或MPI,对并行程序的各个进程能够单独或同时进行调试,并且能够实现进程的动态调试。该系统已在运行Linux系统的清华集群计算机系统上运行,具有较好的实用性。

3维全电磁粒子模拟大规模并行程序NEPTUNE

介绍了自主编制的3维全电磁粒子模拟大规模并行程序NEPTUNE的基本情况。该程序具备对多种典型高功率微波源器件的3维模拟能力,可以在数百乃至上千个CPU上稳定运行。该程序使用时域有限差分(FDTD)方法更新计算电磁场,采用Buneman-Boris算法更新粒子运动状态,运用质点网格法(PIC)处理粒子与电磁场的耦合关系,最后利用Boris方法求解泊松方程对电场散度进行修正,以确保计算精度。该程序初步具备复杂几何结构建模能力,可以对典型高功率微波器件中常见的一些复杂结构,如任意边界形状的轴对称几何体、正交投影面几何体,慢波结构、耦合孔洞、金属线和曲面薄膜等进行几何建模。该程序将理想导体边界、外加波边界、粒子发射与吸收边界及完全匹配层边界等物理边界应用于几何边界上,实现了数值计算的封闭求解。最后以算例的形式,介绍了使用NEPTUNE程序对磁绝缘线振荡器、相对论返波管、虚阴极振荡器及相对论速调管等典型高功率微波源器件进行的模拟计算情况,验证了模拟计算结果的可靠性,同时给出了并行效率的分布情况。