用线程级推测技术在多核体系结构上并行化科学计算应用

线程级推测技术使在多核上加速传统上难以手工或自动并行化的串行程序成为可能,它不仅需要合理地选择线程的划分策略,而且需要合理地选择适合推测执行的应用.已有的大量研究主要集中在如SPEC CPU这样的桌面应用领域,为了全面地认识TLS技术的应用适用性,本文探讨TLS技术对科学计算应用的性能提升潜力,提出一套TLS适用性的基本判定准则,实验结果表明采用该技术加速SPLASH2中的多数应用可以有效利用16核及以上的计算资源.

三维叠前kirchhoff深度偏移软件在并行计算机上的实现技术

文章针对三维叠前kirchhoff深度偏移过程中的成像精度和并行效率两项技术指标,进行了实用技术研究。为提高成像精度笔者开发了三种反假频算法、三种旅行时体插值方法、偏移孔径控制和振幅保真技术;为提高并行效率这里采用分治策略将叠前数据分割、成像体分块来解决处理器间负载平衡问题。采用国际通用的Marmousi模型来验证软件的正确性和实用性,选用SEG/EAGE模型进行了并行效率测试。成像深度误差小于3％,在2-8个处理器试验,并行效率平均到达80％,霍多莫尔实际资料处理取得满意效果。

中国科大计算机系课程设置与CC2001之比较分析

本文研究了由美国计算机协会和电子电气工程师学会的计算机学会联合制定的计算教程2001，井与中国科大计算机系现有课程设置进行分析比较，以进一步改进我系课程设置和课程内容。

基于MapReduce模型的并行科学计算

随着多核处理器日渐普及,开发高效易用的并行编程模型成为新的挑战.MapReduce是Google开发的一种并行分布式计算模型,在其搜索业务中获得了巨大的成功.将MapReduce模型引入科学计算领域,并结合实例阐述了如何使用面向高性能计算的HPMR/HPMR-s系统在分布式或共享存储系统中采用统一的方式描述并实现并行科学计算.

基于龙芯2F的国产万亿次高性能计算机KD-50-I的研制

高性能计算机作为国家的战略资源,其自主性格外重要.龙芯2F是国产的高性能通用处理器,其低功耗、低成本和高集成度的特点对研制新一代高性能计算机系统具有很强的优势.KD-50-I万亿次高性能计算机采用336个龙芯2F处理器作为计算单元,使用两级全交换千兆以太网实现互连,具有高性能、低成本、低功耗和低占地面积等特点.KD-50-I的系统软件以开源软件为主,具有兼容性强、易维护、易升级、易使用等特点.在KD-50-I系统上对通信性能和BLAS数学库进行优化之后,Linpack峰值达到35.1%.

KD-50-I-E:一台增强型高性能计算机

与基于龙芯2F处理器的国产万亿次高性能计算机KD-50-I相比,KD-50-I-E增强了系统的配置,改进了计算节点的设计,包括提高系统主频,采用速度更快的交换芯片和合理的结构布局,使整机性能得到提升,运行更加稳定可靠.目前已成功应用于城市交通控制与管理、防灾减灾.通过灵活配置计算节点、服务节点和其他应用部件,可以构建出适应不同行业应用需求的高性能计算机系统.

实验教学中的计算机仿真系统

阐述了实验教学中计算机仿真系统的基本内容、结构、特点。

科学计算工具网格设计与实现

为了整合科学计算资源并为用户提供一个简单的使用方式,在面向服务,着力于用户需求的开发原则下,进行了科学计算工具网格总体设计,包括功能目标、总体结构设计、模块间的相互作用.整合了科学计算软硬件资源,提供了对特定应用作业调度的支持,利用Portlet框架以及XML Schema等技术为网格用户访问底层科学计算资源提供了简单的网格服务访问方式.目前在合肥网格结点建设中完成了原型实现,证实了该工作的有效性.

计算三维旅行时的并行处理技术

文章介绍了应用波前快速推进算法计算三维旅行时的方法和并行实现技术,波前快速推进算法给出了一种快速、准确而稳定的计算旅行时的方法,通过求解三维eikonal方程来达到计算旅行时的目的。并在SGI并行机研制了并行计算软件,给出了SEG/EAGE模型的计算实例。该项技术在大庆油田三维地震资料处理中得到了广泛的应用。

常压塔计算机控制系统设计与实现

采用多变量Smith预估技术和多变量系统频域方法设计了常压塔多变量计算机控制系统,并在国产0604微机系统上得到实现。现场运行状况和实际测试表明,该系统与通常采用的单变量方法实现的控制系统相比,其质量指标显著改善,获得了明显的经济效益。

基于可重构计算技术的实时图像识别系统研究

提出了一种基于特征模板匹配的自动识别算法并将其在可重构平台上实现.实验表明,所设计的自动目标识别系统可以显著的提高识别率、减少识别时间并有效的降低了功耗.

基于可重构计算技术的图像分类系统研究

考虑到图像分类方法是计算密集型算法,设计使用可重构方法对图像分类系统加速.再由纹理参数本身的特性,利用基于差异的动态重构方法以有效利用芯片.实验表明,所设计的图像分类系统与通用处理器相比,显著减少了分类时间;同时在不增加运行时间的前提下,与传统实现方法相比,能更有效地利用芯片面积.

基于FPGA的计算机系统原型仿真平台设计

如何帮助学生实现认知上从理论到实践的飞越,是传统计算机体系结构教学面临的最大挑战。目的是构建可重构的计算机系统原型仿真实验平台,给学生创造一个设计计算机系统原型的机会。通过FPGA仿真验证和C语言模拟器仿真的方法,以32位乱序流水线的RISC处理器原型为核心,构建了C语言模拟器、RTL仿真器和FPGA仿真验证平台,移植和改造了操作系统、编译器等系统软件和工具链,最终设计和实现了一套完整的计算机系统原型仿真教学实验平台。仿真教学实验平台与目前传统的计算机系统教学实验平台相比,具有较先进的技术水平,并具有开放性,可扩展性,综合性的特点,易于在教学中使用。

实时计算机系统结构综述

在时间敏感的嵌入式系统中,任务需要满足其最后截止期限,错失任务期限会显著影响服务质量或带来灾难性后果.与通用系统相比,实时系统研究进展缓慢,甚至很多基本概念都未达成共识.精确计时(precision timed,PRET)机和实时处理单元(real-time processing unit,RPU)是2套现有的实时系统解决方案,以它们为例介绍实时系统相关的概念,阐述实时系统发展中遇到的问题,比较异同,并分析实时系统各个层次遇到的问题和现有的解决方法.在应用层,用户需要定时操作的接口;在指令集架构(instruction set architecture,ISA)层,应充分利用硬件提供的资源,向上层提供足够的时间语义抽象和计时精度;硬件层需要支持ISA的时间属性和时间语义,并在保证实时性的基础上尽可能地提高性能.对实时系统的研究面临许多挑战.在现有的实时系统设计研究的过程中,关键问题在于上层应用的时间语义难以与底层实现保持一致.

行人检测系统研究新进展及关键技术展望

行人检测系统(PDS)作为保障汽车、行人安全的一种主动安全手段,已成为产业界和研究界共同关注的一个研究热点.特别是近5年来,随着传感器、核心算法等的不断进步和使用,PDS研究发展很快.不同于已有的针对PDS早期工作的综述,本文从技术进展、原型系统进展两个方面重点总结了PDS近5年来的最新研究进展,指出了目前尚未解决的问题,并对PDS研究涉及的关键技术的发展做出展望.

人脸建模和动画的基本技术

文中讨论了通过人脸的正面和侧面照片构造头部的三维模型 ,并赋予其简单动画的基本技术 .基于此技术 ,实现了一个交互式人脸建模和动画的工具 .详细阐述了在系统实现过程中应用到的人脸几何表示、由一般人脸变化到特定人脸、弹性网格、肌肉模型。

案例决策技术及案例决策支持系统研究综述

案例是人类直觉、逻辑和创造性三种思维的综合表现形式,案例推理是人脑类比学习的模仿者,在知识难以获取的应用领域取得了丰硕的成果。从认知学角度探讨了案例推理的逻辑合理性,研究了案例智能决策技术;针对决策支持系统研究与开发中出现的系统柔性差等核心问题,提出了以案例推理为基础的案例智能决策支持系统,该系统可以很好地实现决策支持。对此进行了深入研究,最后探讨了该系统的研究与发展的方向。

大数据隐私保护密码技术研究综述

大数据是一种蕴含大量信息、具有极高价值的数据集合.为了避免大数据挖掘泄露用户的隐私,必须要对大数据进行必要的保护.由于大数据具有总量庞大、结构复杂、处理迅速等特点,传统的保护数据隐私的技术很多都不再适用.从密码学的角度,综述了近年来提出的、适用于大数据的隐私保护技术的研究进展.针对大数据的存储、搜索和计算这3个重要方面,分别阐述了大数据隐私保护的研究背景和主要研究方向,并具体介绍了相关技术的最新研究进展.最后指出未来大数据隐私保护研究的一些重要方向.

低能耗软件设计中的性能无损电压调度技术研究

合理地运用动态电压调整技术可以有效降低软件运行所需的能耗·从归纳分析电压调整特征入手,针对程序执行中存在电压调整特征差异的情况,提出了性能无损的低能耗电压调度问题·把该问题形式化为一个混合整数规划模型(MILP),提出了基于剖析结果的PGS算法和基于分析结果的ADS算法·实例分析表明所提出的方法能够有效实现性能无损的低能耗软件设计,模拟实验表明启发式算法可实现较好的近似解·

定性仿真技术及应用

定性仿真以非数字化手段处理信息输入、建模、行为分析和结果输出等仿真环节,通过定性建模推导系统的定性行为描述。定性仿真是处理不完备信息的有效方法。定性仿真方法产生了多种流派,如模糊仿真法、归纳推理法、非因果关系推理方法、基于因果关系的推理方法、基于图表的推理方法、基于数据的结构化建模方法、基于定性空间的推理方法等。近年来,定性仿真已应用到故障诊断、生态和环境学、机械制造业和工业系统、医学研究、混杂非线性系统、教育系统、人类社会与经济、人工智能等领域中。最后从整体上简要评述了定性仿真的发展。