银河机向量线性代数库的并行算法研究及优化

文中对YH-1标量线性代数库进行并行算法研究:改造串行算法,挖掘其中的向量成份,实行并行计算。根据并行机的特点采取有效的程序优化措施,设计出银河机向量线性代数库。该库采用各种直接解法的并行算法求解各类线性代数问题,精度好,运行速度快(当n=300时,向量库运行速度平均为标量库的13倍)。     

块对角主元法的并行计算

本文给出块对角主元法的并行计算,证明了用这种方法分解矩阵是稳定的。同时编制了向量FORTRAN程序,在向量机上进行了数值试验。计算结果表明:当n>100时,向量计算比标量计算快10倍以上。     

超级计算机转移机制研究

延迟转移是RISC技术特点之一。根据在类Cray-I巨型机上对标量程序的模拟可知,机器运行中约15%～20%的时间花在转移处理上。本文深入分析了i860RISC机制中延迟转移技术,研究了在类Cray-I模型机上移植延迟转移技术的实现方法。模拟结果和理论分析表明,(?)向量化率不高的标量程序,每条转移指令的执行时间每减少一拍可提高系统速度4～5%左右。     

对称矩阵性态数的并行计算

本文针对对称矩阵A建立起性态数的并行计算公式,并通过数值试验得到了矩阵性态数变化对方程组Ax=b的解的误差影响,同时进行了向量和标量计算,计算结果表明:当x大于等于300时,向量计算速度比标量计算速度快17倍。     

Cρ 准则下选择最优子集的并行算法

C_p准则是目前颇受重视的一种变量选择准则。本文针对大型线性回归模型,推导了从所有可能子集中用C_p准则选择最优子集的(乘除法) 运算次数,提出了C_p准则下变量选择的并行算法。给出了在YH-1和YH-2向量巨型计算机上运行该算法的模拟结果且获得了15倍左右的向量加速比s/v,体现了该算法的优越性。     

基于ICoSaMP重建的TDCS宽带压缩感知算法

为解决变换域通信系统(Transform Domain Communication System,TDCS)低信噪比环境下宽带压缩感知重建算法在盲稀疏度下无法精确恢复信号的问题,利用频带占用率对稀疏度进行估计,同时结合残差比阈值迭代终止条件,对压缩感知匹配追踪算法(Compressive Sampling Matching Pursuit,CoSaMP)进行改进,提出了一种盲稀疏度的ICoSaMP(Improved Compressive Sampling Matching Pursuit)算法。仿真结果表明,相比于CoSaMP算法,ICoSaMP算法在相同信噪比环境和相同稀疏度条件下的重建概率提高约10%,在盲稀疏度条件下均方误差降低约1.2%。     

一个空-空射击的指挥仪模型及其解算

导出了一种指挥仪式的空－空射击模型,用于计算弹丸飞行时间和瞄准角误差。文中的模型严格地区分了向量和向量的坐标表示两个不同的概念,引入了线性代数的记号和运算;不使用小角度假设;在外弹道学子模型中使用了弹丸飞行时间,而不是射程作为自变量。最后还构造了一种迭代格式,并讨论了有关的计算问题。     

正切函数的契比协夫逼近及其系数的加速计算法

本文给出正切函数的有理展开和契比协夫展开式系数的加速计算方法;同时在YH-1机上进行了数值试验,结果表明:用现在的系数来计算正切函数,其精度比原来正切函数的精度可提高30%左右。     

GSVM:一种支持Gather/Scatter的向量存储器

宽单指令多数据流(Single Instruction Multiple Data, SIMD)架构数字信号处理器一般都能高效支持地址连续或等距跨步等规则应用的向量访存,但对于科学与工程计算中广泛存在的不规则应用的数据访存则带宽利用率往往较低,从而大幅降低了其整体运算能效。为了提高不规则应用的向量访存性能,基于某SIMD数字信号处理器的体系结构,设计了一种支持Gather/Scatter访存的向量存储器GSVM。通过设计与SIMD宽度相匹配的向量地址计算单元和合适深度的冲突缓冲器阵列,实现了Gather/Scatter指令向量地址计算、仲裁与缓存的全流水访存操作。实验结果表明,相比以前不支持Gather/Scatter访存的存储器,GSVM在增加22%的硬件代价基础上,基于稀疏矩阵向量乘的测试程序集获得了2～8的性能加速比。     

爆炸激波管管口稀疏波对试验段的影响

数值模拟了爆炸激波管不同隔离段长度时管口稀疏波对试验段超压的影响。为了准确高效地模拟试验段入口的超压曲线,采用了一种将一维球对称程序和三维程序相结合的计算方法,并在一维计算中利用爆炸相似律,采用小当量爆炸来模拟实际超压波形。计算结果表明,隔离段长度L的变化不影响超压峰值;L小于等于20m时,稀疏波的影响使得试验段超压的作用时间、比冲量减小;L大于等于30m时,稀疏波对试验段超压无影响。     

一种改进的无参考图像质量评估算法

无参考图像质量评估方法一直是图像质量研究所关注的重点。本文针对无参考图像质量评估问题，在当前被广泛接受的 DIIVINE 图像质量评估方法基础上进行了深入的研究，研究发现经典的 DIIVINE 方法中使用了过多的统计特征量，由于统计量无差别的使用影响了方法的预测性能。基于此，利用主成分分析（PCA）算法对该特征向量进行降维，得到“精简的特征向量”，用此向量可以达到更好的分类性能和评估性能。试验证明，在图像数据库上，该算法表现出较好的预测性能，其性能优于其他主流的无参考图像评估算法。     

支持向量机规则提取

支持向量机是一种黑箱模型,其学习到的知识蕴含在决策函数中,不仅影响了用户对利用支持向量机技术构建智能系统的信心,还阻碍了支持向量机技术在数据挖掘领域的应用。由于对支持向量机规则提取进行研究有助于解决上述问题,因此该领域正成为机器学习和智能计算界的研究热点。分析了具有代表性的支持向量机规则提取算法,并提出该领域未来的研究重点。     

基于支持向量机的功率变换器开关管开路故障诊断

提出一种基于支持向量机的功率变换器开关管开路故障诊断方法。利用支持向量机建立分类模型,模型以相电流功率谱为输入量,7种故障状态为输出量,选用高斯核,使用基于二叉树分类器的分类算法。将诊断结果与基于BP神经网络的诊断结果进行比较,结果表明基于支持向量机的分类器在功率变换器开关管开路故障诊断中具有更高的准确率和更好的泛化能力。     

毫米波引信数字信号处理系统设计

本文介绍用ＡＤ９０４８视频闪烁型Ａ／Ｄ芯片、ＴＭＣ２３１０高速矢量处理器和ＴＭＳ３２０Ｃ２５微处理器所设计的超高速可编程毫米波引信数字信号处理系统,给出了系统硬件结构框图和信号处理算法流程。     

关于塔式网络矢量量化中格点的标号

在格型矢量量化中,用格点作为量化矢量,构成码书。为了存储或传输量化输出,必须对格点进行标号。我们在数据压缩课题研究中,对塔式网格矢量量化中格点的标号进行了探索,给出了常用的几种网络诸如ZL、DL、E8、A16等格点的标号算法。     

采用向量内积的并行相关算法

针对软件接收机相关器计算的实时性问题,通过分析扩频信号的接收过程,建立一种基于向量内积的并行相关信号接收模型。利用图形处理单元中大量的浮点运算单元进行矩阵与向量运算,并行计算各通道相关值,提高了信号相关运算的实时性。仿真验证结果表明,利用基于GPU的向量内积软件并行相关算法计算25 MHz采样率时长1 ms的信号相关值,25个通道共150个相关运算耗时967μs,与CPU上基于数学核心函数库的实现相比速度约提高了61.4倍,能够实现宽带扩频信号软件实时相关接收。     

基于USB接口的毫米波宽带RCS自动测量

以毫米波矢量网络分析仪为主要设备,研究了基于USB接口毫米波频段宽带RCS的自动测量。首先介绍了该系统的硬件设计和82357A接口的编程设计,然后给出了自动测量软件的设计和RCS测量误差修正算法,实现了毫米波段RCS的宽频带自动测量,最后给出了测量的部分实例。     

基于上下文的快速自适应运动估计算法

高效的运动估计算法是实时视频编解码技术的研究重点。为降低视频编码中运动估计的高计算复杂度问题,提出了基于上下文的快速自适应运动估计算法。该算法在运动估计过程中引入了次最佳匹配点,并且使用了一种基于平行四边形模式的方向性搜索策略。该算法的基本思想是:在块运动矢量估计过程中,利用前面搜索步中得到的块运动矢量及次最佳匹配点与最佳匹配点之间的位置关系,自适应选择一种平行四边形搜索模式,并确定下一步搜索的方向,进行更精确运动矢量的搜索。实验结果表明,该算法有效降低了视频压缩编码中运动估计的运算复杂度。     

基于时频单源点检测和聚类验证技术的欠定混合盲辨识算法

针对欠定混合盲辨识问题,提出了一种基于时频单源点检测及聚类验证的盲辨识算法。检测各个源信号的时频单源点,利用奇异值分解的方法求解不同单源点集合对应的混合矢量,利用基于k均值的聚类验证技术完成源信号数目和混合矩阵的联合估计。算法放宽了已有方法对时频单源区域的假设,不需要假设信号存在时频单源区域,可以完成仅存在离散的时频单源点条件下的欠定混合盲辨识;同时克服了传统算法需要假设源信号个数已知的不足,可以有效地估计源信号数目。仿真结果验证了算法的有效性。     

基于时频单源点检测和聚类验证技术的欠定混合盲辨识算法

针对欠定混合盲辨识问题,提出了一种基于时频单源点检测及聚类验证的盲辨识算法。检测各个源信号的时频单源点,利用奇异值分解的方法求解不同单源点集合对应的混合矢量,利用基于k均值的聚类验证技术完成源信号数目和混合矩阵的联合估计。算法放宽了已有方法对时频单源区域的假设,不需要假设信号存在时频单源区域,可以完成仅存在离散的时频单源点条件下的欠定混合盲辨识;同时克服了传统算法需要假设源信号个数已知的不足,可以有效地估计源信号数目。仿真结果验证了算法的有效性。