Linux操作系统内核对SMP(对称多处理器)的支持

详细介绍了Linux操作系统内核是怎样支持SMP(对称多处理器 )系统工作的 ,并具体分析了其内核源代码的实现过程。

分子动力学在小型SMP集群中的并行计算

为提高分子动力学的模拟运算效率,在Linux环境下以MPICH技术构建的小型SMP集群系统上,对模拟体系采用改进的原子分解算法进行并行计算。将要模拟的原子平均分配给各个计算节点进行计算,节点间通过MPI进行通信。对进程间的接收和发送进行捆绑操作并采取非阻塞通信取代原有的阻塞通信,从而避免了死锁情况。实验结果表明:优化后的并行算法可以有效地利用计算机资源,提高运算效率,解决了实际测试中出现的死锁问题,在该集群系统上获得3倍以上的加速比。

基于SMP的Linux系统并行性分析

分析了SMP的体系结构特征,Linux操作系统对SMP进程调度的实现和多线程机制对并行计算的支持,认为基于SMP的Linux系统能很好地缩短任务的执行周期,真正实现了系统的并行运行。

SMP系统Firmware的研究与实现

Firmware是计算机的一种系统软件。文章主要介绍传统型Firmware的结构与功能，讨论某SMP系统Firmware的实现及其多机控制机制，并简要介绍开放Firmware。

一种基于SMP系统的并行关联规则挖掘算法

从大规模数据库中挖掘关联规则是数据挖掘研究的一个重要问题。基于内存共享的对称多处理器系统SMP是目前广泛应用的并行计算系统,在关联规则串行挖掘算法Apriori的基础上,针对SMP系统设计一种基于Hash树的并行算法。理论分析和实验表明算法是有效的,具有良好的加速比。

Windows NT在SMP系统中移植的多机控制技术

文章介绍WindowsNT在某SMP系统中移植的多机控制技术，包括多机引导、多机初始化、多机中断分配与处理以及机间中断与同步等技术。

一种支持SMP共享虚存的数据Cache一致性解决方法

文章提出了一种新的解决对称多处理器的数据Cache一致性方法,使数据Cache同时存储物理标识和虚拟标识,以支持监听写无效协议和虚拟存储器;该方法已经应用于实际的设计,并保证了linux操作系统的运行。

曙光一号并行计算机

曙光一号并行计算机是我国自行研制的第一台用微处理机芯片构成的全对称多处理机系统（ＳＭＰ）．本文介绍曙光一号并行计算机的硬件和软件的特点以及部分实测的系统性能．

混合并行技术在激光化学反应模拟中的应用

为提高激光化学反应模拟效率,在半经典分子动力学模拟中引入混合并行技术和双层并行思想。基于MPI+OpenMP混合模型设计并实现激光化学反应双层并行模拟算法,上层基于MPI实现节点间的原子分解并行,下层基于OpenMP实现节点内的多线程矩阵并行乘法。在SMP集群中测试表明,模拟大分子体系激光化学反应并行效率可达60%以上。因此,应用混合并行技术可有效提高激光化学反应模拟效率。

可扩展并行计算机系统结构和发展现状

1引言 自从1972年第一台并行机问世以来,并行机的发展非常快,这是由于高科技领域对计算机性能提出了越来越高的要求.随着超大规模集成电路和微处理机技术的逐渐成熟,并行机的发展也越来越快,特别是可扩展的并行机目前已经成为并行机的发展主流.

飞机载荷谱实测数据并行统计处理算法

针对飞机载荷谱数以万亿计的实测数据,为了提高统计处理运行效率,提出了飞机载荷谱实测数据处理的并行算法。本文对载荷谱实测数据处理模型进行了多级并行化分析,在此基础上论述了粗粒度、中粒度、细粒度级并行处理方式,建立了两种并行处理算法——基于机型数据流的粗粒度与中粒度并行数据处理算法和基于某起落数据流的中粒度与细粒度并行数据处理算法。在小规模对称多处理器(Symmetrical multi-processors,SMP)集群运算平台下进行比较测试表明,可大幅地提高载荷谱数据处理运行效率,在8核运算环境下,最高能获得5.82的加速比,为飞机载荷谱实测数据处理研究领域进行大规模科学计算和提高数据处理效率提供了新的技术途径。

MPI+TBB混合并行编程模型在分子动力学中的应用

为了提高分子动力学模拟在对称多处理(SMP)集群上的计算速度,在分子动力学并行方法中引入MPI+TBB的混合并行编程模型。基于该模型,在分子动力学软件LAMMPS中设计并实现混合并行算法,在节点间采用MPI及空间分解技术实施进程级并行,节点内采用TBB及临界区技术实施线程级并行。在SMP集群中的测试表明,该方法在体系较大以及节点数较多时可以明显减少通信时间,使加速比在纯MPI模型上提高45%。结果表明,MPI+TBB混合并行编程模型可促进分子动力学并行模拟且效率明显提升。

多核虚拟化分区技术在航空电子系统中的应用

针对当前航空电子系统多核处理平台资源利用率低,用户数量可扩展性不足等问题,提出并实现了一种适用于机载应用的多核分区处理方案,将多核处理器与虚拟化分区技术相结合,解决了用户数量受限于处理器内核数目问题,达到资源利用率最大化目的;实验结果表明,该方法可在同一模块上部署64个以上功能应用,支持多用户协同开发;与传统非对称多处理架构相比,硬件体积减少80%以上,重量减轻75%以上,功耗下降65%以上;提高了系统集成度,实现功能应用的时间、空间和资源访问隔离,提升了系统安全性和可靠性。

新一代直升机综合数据处理平台设计及应用

针对新一代机载通信平台减重量、降功耗的需求,指出了当前数据处理平台采用单核或同构多核(Symmetrical Multi-processing,SMP)模式存在重量重、功耗大的问题,提出了数据处理平台采用异构多核(Asymmetrical Multi-processing,AMP)工作模式,从SMP和AMP两种模式的实现架构、工作原理以及实物上展开对比分析并将AMP成果应用到当前的新型机载平台。实物验证对比表明,相较于SMP模式平台,AMP模式平台带来重量减轻近50%、功耗降低近50%的效益。

特种纸纸病检测的快速图像滤波方法及实现

为解决现有纸病检测方法中,采用的滤波算法性能无法达到部分特种纸的纸病检测要求的问题,提出一种基于P-M方程扩散模型的快速图像滤波方法。通过采用P-M方程多次迭代扩散进行滤波,滤波同时保护特种纸纸病的细微边缘;并借助SMP系统以及多线程技术对P-M方程扩散过程实现并行迭代算法以保证整个纸病检测算法过程的快速性。实测结果表明,采用该方法,系统可以有效检测到特种纸上表征微弱的纸病,并较传统P-M滤波方法的实现在实时性能上有了大幅提高。

基于x86的高速加密卡异步并行驱动设计

文中通过在对称多处理器(SMP)环境下对Linux驱动程序的研究,根据用户层的异步调用需求,提出了一种高实时性和大吞吐量的加密卡多卡驱动设计方案,满足了高速通信加密的要求。驱动程序接收来自用户层的报文后将报文发送给加密卡,加密卡板载的电力专用加密芯片处理完成后触发中断通知驱动接收数据,将其放入已加/解密报文队列,供用户层异步读取。在多块加密卡并行时,不同用户可以通过多个设备操作句柄调用加密模块,对加密卡进行异步读写操作。同时,考虑到SMP环境,对这种异步读写操作机制进行同步处理以保证其有序进行。测试结果表明这种设计方案是一种高效的驱动实现方法。

实时嵌入式多处理器操作系统实现框架

描述了针对实时嵌入式应用的多处理器操作系统的实现框架，简单介绍了常用的多处理器系统所采用的架构，提出了另外一种多处理器系统的实现架构，并讨论了与之相关的通信、全局资源管理、调度、cache一致性和异构性的问题。

多核处理器片上Cache的选择性复制策略

在统计分析8个典型测试程序的模拟运行的基础上,提出在多核处理器的私有L1上对部分只读共享数据进行复制以加快访问速度,对读-写共享数据采用"原地通信"策略,以减少一致性开销,针对其中的"写无效化共享标记"问题提出一种更简单的解决方法。从模拟实验的统计分析可知,采用这2种策略可获得比传统策略更小的平均访问时延和更高的空间利用率。

Linux进程调度算法分析

在Linux系统中,进程作为实体自始至终运行在系统之中,进程使用系统的资源,而进程的调度更是影响系统的性能:进程响应时间尽可能快,后台进程的吞吐量尽可能高,进程"饿死"现象尽可能避免,低优先级和高优先级进程需要尽可能调和。本文从Linux 2.4.0内核角度分析影响进程调度的各个因素和调度处理流程,以及在SMP(Symmetric Multi Processing)的进程调度处理。

用于边缘网络的网络处理器的设计

对网络处理器的结构设计、验证和性能评估等内容进行研究,设计了一种用于边缘网络应用的网络处理器,并对它进行了FPGA实现和评估分析。该网络处理器采用并发多处理结构,拥有完善的C语言开发环境和操作系统等基础软件支持,其单处理引擎和四处理引擎配置在Xilinx XC2VP30 FPGA上的运行频率为116.4MHz和83.5MHz,分别占用7100和15250个四输入LUT。实验和分析表明该网络处理器具有较高的效率和良好的可扩展性,能满足边缘网络的转发及远程控制等各领域的应用需求。