离散时间的完全服务并行优化轮询排队系统特性分析

轮询是一种依次有序服务的系统资源动态调度机制.针对服务器在站点间查询、服务和转移过程中的流水线作业方式导致了系统整体服务效率较低的问题,本文提出了完全服务的并行优化轮询系统.首先,构建了系统的单服务器多队列排队模型和相应的系统状态方程,并精确解析出系统特性参数的完整数学解析表达式.此外,还提出了一种系统状态稳定性的判定方法,对不同负载状态下的系统稳定性进行了定量分析.计算机仿真的统计分析结果与理论计算值相一致.最后,系统性能分析表明,在保持周期性、无冲突服务的基础上,系统的队长、时延特性和稳定状态下负载能力均得到了较大的提高.

异构系统并行计算软件性能测评分析与实证研究

【目的】“并行计算软件性能测评”一直是超算领域重要的研究方向。在异构系统上对计算软件实际性能进行真实测评和分析,可以有效促进对异构系统计算软件生态的良性发展。【方法】本文首先通过调研文献对国内外并行计算软件性能测评方法进行研究分析,归纳总结出业界对并行计算软件性能测评的研究划分的3个重要阶段;通过并行计算矩阵乘积Cannon算法对软件的真实性能进行实证分析,并对运行时间和效率等重要指标进行多维度的实验分析。【结果】在同一节点下,不是使用越多的加速卡越能降低该并行程序的运行时间;不同规模矩阵在不使用加速卡和使用单个加速卡两种情况下,程序的并行效率均没有因为节点的增多而发生明显的变化。【结论】在异构系统计算软件中只关注并行效率不能如实反映该软件性能的真实水平。除节点间并行效率因素外,节点内部加速也成为反映并行计算软件真实水平的一项重要测评指标。

新能源电力系统细粒度并行与多速率电磁暂态仿真

随着可再生能源的快速发展,电力系统设备类型越来越多,系统振荡特征越来越复杂,对电磁暂态仿真的精度和效率提出了更高要求。基于大规模集成电路设计中所使用的延迟插入法(LIM),提出了新能源电力系统的细粒度建模方法,并结合图形处理器(GPU)的资源优势,实现了算法的并行求解。所提方法将传统交流电网与电力电子设备进行解耦,并基于混合数值稳定性判据和局部截断误差的方法确定了各子系统的步长。然后,通过插值实现了新能源电力系统的多速率仿真。最后,基于GPU硬件平台,以含新能源接入的改进39节点系统为例验证了所提方法的精度,并以不同规模的新能源接入、不同仿真步长的组合验证了所提方法在仿真效率方面的优势。

Transputer并行处理系统体系结构

引言 随着科学技术的迅速发展以及人类对于自然世界的了解愈来愈深入,科学家对于提高计算机系统计算速度的要求,似乎是无止境的。微观方面如分子结构的计算;宏观方面如全球气候的远期准确预报,都要求有每秒数十亿次指令速度的计算机系统;而最近几年提出的所谓“可视化”(Visualization)的图形处理,如同海绵一般,可以吸干当前最高速计算机的计算能力。然而,因电路主频提高而使计算机增加速度的途径,受到很多因素的限制,由于目前门延迟已缩小到亚毫微秒数量级,因此光速传播速度(每30厘米传播需1毫微秒)

面向全分布式智能建筑系统应用程序的并行化编译方法

群体智能系统通过邻居个体的信息交互实现群体级别的应用任务,具有良好的鲁棒性和灵活性.与此同时,大多数开发人员难以对分布式、并行的个体交互机制进行描述.一些高级语言允许用户以串行思维方式、从系统全局角度来编程并行的群体智能计算任务,而无需考虑通信协议、数据分布等底层交互细节.但面向用户、全局声明式的群体智能系统应用程序与个体并行执行逻辑存在的巨大语义差距,使得编译过程复杂进而导致应用程序开发效率不高.提出一个编译系统及其支撑工具,支持将高级的群体智能系统应用程序转换为安全、高效的分布式实现.所提编译系统通过并行信息识别,计算划分,交互信息生成技术,将面向系统全局、串行编程的群体智能应用程序编译为面向个体独立执行的并行目标代码,从而使用户不必了解个体间的复杂交互机制.设计一种标准化中间表示,将复杂群体智能计算任务转换为群体智能算子和输入输出变量组合而成的标准化语义模块序列,其以独立于平台的形式表示源程序信息,屏蔽目标硬件平台的异构性.在一个群体智能系统案例平台中部署和测试所提编译系统,结果表明该系统能够有效将群体智能应用程序编译为平台可执行的目标代码并提升应用程序开发效率,其生成的代码在一系列基准测试中具有比现有编译器更好的性能.

新疆油田并行管道阴保系统相互干扰因素及规律

针对新疆油田多条管道并行敷设产生的阴保系统相互干扰问题,采用数值模拟技术,研究土壤电阻率等8个因素对并行管道干扰程度的影响规律。结果表明:随着土壤电阻率或干扰管道涂层破损率增加,被干扰管道近阳极端电位负移,远阳极端电位正移,干扰显著增强;随着管道间距增加,干扰程度略有增加后逐渐降低,且最强干扰管道间距随土壤电阻率和涂层破损率增加而增大;随着干扰管道直径增大,或当干扰管道为高温管道时,并行管道受干扰略微增强;随着干扰管道辅助阳极距离增加,干扰减弱,但当辅助阳极距离小于200 m时干扰影响仍较为显著;当辅助阳极位置分别在两条并行管道一侧或两侧分布时,并行管道受干扰程度均较小;随着干扰管道数量增多,干扰电流存在明显叠加效应,干扰程度显著增强。综上,土壤电阻率、涂层破损率及干扰管道数量是阴保系统相互干扰的主控因素,管道间距、辅助阳极距离影响次之,辅助阳极相对位置、管道类型、管道直径影响较小。

一种有效的多Transputer系统的并行算法——ABC法

本文讨论了多Transputer系统的一种有效的并行算法——ABC法。这种算法有三种基本相组成:聚集数据相(A相)、通讯相(B相)和计算相(C相)。在这三相中,B相最为关键,因为它直接关系到算法的成功和效率。本文通过对ABC法的计算复杂度、通讯复杂度、加速比和效率的分析,发现ABC法的效率与通讯复杂度和计算复杂度的比直接相关;该比值越小,则效率越高。因此对于通讯复杂度/计算复杂度较小的问题,ABC法是一种有效的方法。研究ABC法,就是要研究降低通讯复杂度与计算复杂度的比值的措施。为此本文专门讨论了ABC法的实施策略。 ABC法及本文提出的实施策略已被成功地用来并行处理线性方程组的直接解法问题。实例表明,本文得出的结论是正确的,对于满阵线性方程组,阶越高,ABC法的效率越高。这是因为阶越高,通讯复杂度/计算复杂度越小的缘故。

MTPM——一种在多Transputer系统上实现OPS5并行匹配的方案

并行匹配是并行处理产生式系统的重要内容之一。本文针对现有RETE匹配算法,提出了一种自行设计的在多Transputer系统上实现OPS5并行匹配的方案,并重点讨论了实现MTPM中的一些技术问题.试验表明,MTPM提供了一条发掘产生式系统固有并行性的可能途径.

高速通信系统中并行CRC计算及电路实现

针对高位宽数据情况下的循环冗余校验码(Cyclic Redundancy Code, CRC)电路计算工作频率较低以及资源占用过多的问题,设计并实现了一种并行CRC计算方法。该方法将CRC计算拆分为数据CRC计算和余数CRC计算两个部分,余数CRC计算由多个余数CRC计算模块级联完成,数据CRC计算模块由固定逻辑表达式实现,对二者计算结果做模二加法即得到CRC计算结果。根据数据长度选择相应的数据CRC计算模块和余数CRC计算模块的组合,以适应高位宽可变数据长度的CRC计算。以100 Gbps远程直接数据存取(Remote Direct Memory Access, RDMA)通信系统中的1 024 bits数据位宽CRC-32的计算为例,在VCU118开发板上实现了该算法的硬件电路。实验结果表明,所提设计仅使用4 760个查找表和2 658个触发器,整个系统带宽最高可达97.85 Gbps,最高工作频率可达326 MHz。与其他相关方法相比,提出的方法具有较高的工作频率且资源占用较少。

Transputer处理机在连续系统并行仿真中的应用

Transputer是最近几年由lnmos公司研制推出的一种新型VLSI单片计算机,它具有价格低廉,处理能力强,方便灵活等特点,其应用广泛。作者将连续系统仿真应用中的一个典型实例——某型号飞机六自由度飞行的仿真——在Transputer,YH—F1,YH—1等各种类型计算机上求解。结果表明,Transputer多机系统具有很高的性能价格比,比大型机约高一个数量级。

基于Transputer网络拓扑结构的高速并行图象处理系统

本文介绍了一种基于Transputer图象处理拓扑结构的高速并行图象处理系统。给出了用户Transputer图象处理电路板及其互联网络拓扑结构的设计。对网络节点的通信进行了分析。给出系统的软件构成。

多Transputer系统上的一种改进的并行消隐算法

该文讨论了三维物体隐面消除的并行处理问题。在对串行算法进行深入研究，并根据并行化的需要进行适当修改的基础上，给出了一类改进的ＭＩＭＤ并行深度缓冲器算法，并在多Ｔｒａｎｓｐｕｔｅｒ系统上实现。文中还对有关算法的效率进行了比较，算例表明实际效率与理论分析相符。

基于Transputer的并行分布系统

讨论了一种神经网络模型──并行分布处理在Ｔｒａｎｓｐｕｔｅｒ上实现的方案，主要研究了神经网络模型和Ｔｒａｎｓｐｕｔｅｒ的特点、结构、控制原理和通讯控制等。

基于Transputer网络的中粒度并行操作系统

Ｔｒａｎｓｐｕｔｅｒ是一种特别适于并行处理的处理器芯片，但是由于缺乏系统支撑软件，使得对其进行应用开发很不方便。ＭＧＰＯＳ（Ｍｅｄｉｕｍ－ＧｒａｉｎｅｄｐａｒａｌｌｅｌＯｐｅｒａｔｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）是一个基于Ｔｒａｎｓｐｕｔｅｒ网络的多任务多进程并行处理操作系统，它支持现有Ｔｒａｎｓｐｕｔｅｒ的ＯＣＣＡＭ程序设计模型，同时允许在装载时根据硬件资源情况对任务进行分配。此外所提供的存储管理接口和进程通信接口等功能为应用程序的开发提供了良好的基础。本文描述了该操作系统的设计思想以及一些关键技术，同时对其所特有的一些性能进行了说明，该平台的建立为并行处理技术的进一步研究提供了有力的支持。

新型电力系统电磁暂态并行仿真关键技术及展望

在“碳达峰、碳中和”战略目标驱动下,电力系统逐渐发展成为高比例新能源并网和高比例电力电子设备接入的新型电力系统,其电源结构、电网形态和运行特征发生了显著变化。电磁暂态仿真由于能够全面、精确刻画电力系统的高频动态特性,已成为掌握新型电力系统运行特性的关键手段。然而,传统串行计算模式下的电磁暂态仿真技术在仿真效率上无法应对新能源大规模并网、交直流复杂耦合的仿真场景,亟需从高效并行算法和硬件加速角度出发,开展并行计算模式下的电磁暂态仿真相关研究。为此,首先概括了新型电力系统对电磁暂态仿真的新需求;其次,介绍了电磁暂态仿真的分网并行算法;再次,介绍了能够进一步提升电磁暂态仿真效率的多速率仿真方法;接着,介绍了基于并行计算设备的并行仿真实现方案;最后,梳理了国内外电磁暂态仿真平台的并行策略,总结指出算法硬件深度融合的仿真平台是未来的发展方向,并对其中的关键技术进行分析和展望。

BFGS算法在多Transputer系统上的并行实现

本文讨论了ＢＦＧＳ算法在多Ｔｒａｎｓｐｕｔｅｒ系统上的并行实现问题，利用向量和矩阵分解并充分考虑到多Ｔｒａｎｓｐｕｔｅｒ系统的硬件特点，构造了一个负载平衡度高，通讯量小的并行ＢＦＧＳ算法。

多Transputer系统上的并行消隐算法及其图形显示

本文讨论了三维物体隐面消除的并行处理问题。给出了一类ＭＩＭＤ并行深度缓冲器算法，并在多Ｔｒａｎｓｐｕｔｅｒ系统上实现。文中还对这些算法的效率进行了比较。

Transputer在连续系统并行仿真中的应用研究

本文介绍了一种新型的VLSI单片处理机,并通过实例讨论了用Transputer构成的多处理机系统在连续系统并行仿真中的应用。

Transputer多机系统在列车动力学并行计算中的应用

Ｔｒａｎｓｐｕｔｅｒ多机系统是实现高速计算的较为理想的工具。本文结合Ｔｒａｎｓｐｕｔｅｒ多机系统在列车纵向动力学计算中的应用，对Ｔｒａｎｓｐｕｔｅｒ多机系统的运行环境开发及应用进行研究。

Occam2并行处理程序在Transputer网络中的系统配置

本文对occam2并行处理程序在Transputer网络中的系统配置的若干问题作了较为详尽地介绍,包括occam2语言程序在系统配置一级各并行进程的一些程序设计特殊要求,系统配置语句描述及其说明等。本文还给出系统配置的一个例子。