基于丛生树的多流水线并行Hash连接的处理机分配算法

本文介绍了并行数据库中实现多流水线Ｈａｓｈ连接的处理机分配算法，该算法对于执行Ｈａｓｈ连接的丛生查询树可同时实现流水线内并行（ＩｎｔｒａｐｉｐｅｌｉｎｅＰａｒａｌｅｌ）和多流水线间的并行（ＩｎｔｒａｐｉｐｅｌｉｎｅＰａｒ－ａｌｅｌ     

自适应光学波前实时处理机结构设计

本文介绍的波前处理机是１．２ｍ望远镜自适应光学系统的关键部件之一,吞吐率高,延时小,是具有高速数据处理能力的实时处理系统。为满足系统的高速度性能,系统设计在实时性、并发性的基础上,将图象数据采集加入流水线,并对波前处理中自然存在的子任务作“去相关”’处理,建立了图象采集、斜率计算、波前复原间流水线操作。图象读出时间的利用及流水线的建立,大大减少了时延,降低了系统实时性要求。流水线处理与高度并行处理相结合,也是本处理机设计的一大特色。     

判定执行的功耗优化

判定执行消除分支指令,有助于提高性能,但执行额外的指令会造成能量浪费。尽早作废无效的判定指令,可以减少能量消耗。针对Itanium2处理器,修改流水线功能划分,提前读取谓词的值,提出谓词相关情况下的流水线停顿方法。模拟结果表明,提前读取谓词并作废无效指令,能减少能量浪费,提高能量效率。     

任务划分与处理机调度的递归-分治方法

本文介绍并实现了一种如何把一个顺序执行的任务集,根据其子任务之间潜在的并行性,划分成若干个可并发执行的任务子集,并把每个子集分配给一个处理机,使各处理机之间的数据通信量尽可能地少,同时兼顾各处理机之间负载平衡的算法。最后给出了几个典型例题的试算结果,为了满足用户的不同要求,文章还提出了几点改进方法。     

多计算机系统中的容错任务分配和再分配

在一组互连处理机(计算机)中任务分配的目的是使资源的有效使用最大化,并由此而减少作业的解题周期。本文提出的在多计算机系统中分配任务的简单而有效的方法旨在系统和设计者确定的资源限制条件下,使处理机间的通信成本最小。因为每个任务的执行时间、可用处理机数目、处理机速度和存储容量对系统或设计者来说是已知的,因此,限制可看作为是由负载平衡引起的。随着处理机数目的增加,在任何时间在系统某处出现故障的概率也随之增加。几乎没有已建立的任务分配模型考虑了可靠性性质。在多计算机系统中,我们定义系统可靠性为系统可成功地运行任务的概率。在确定(非冗余)任务调度策略以后,任务静态和冗余地再分配给处理机。这是一种时间冗余形式,在这种形式中,如果在执行期间某些处理机故障,那么所有任务可以在剩余的处理机上(但以更长的时间)完成。由于是任务的静态预分配,这种方法比众所周知的多计算机系统中的动态再配置和滚回恢复技术更简单,因此也更实际。通过把该方法应用于不同的例子和实际的通信网络多处理机系统,我们验证了硬件容错任务分配和再分配的有效性。     

二维 DFT 和 DCT 的 Systolic 阵列

超级计算中一个活跃的研究领域是将某些有限和,如离散富里叶变换(DFT)、离散余弦变换(DCT),映射到多处理机阵列上。本文首先通过二维DFT的行列分解算法流程图,给出了计算二维DFT的二种Systolic阵列:一种是由N_1个处理器组成的线性阵列,所花时间步为O(N_1N_2)(设二维DFT为N_1×N_2长的),与行列分解算法在单处理机上顺序执行所花时间相比,加速比为O(N)(设N_1=N_2=N)。这一结果无论是在时间消耗,还是在PE数量上都是目前最优的。另一种是由N_1×N_2个处理器组成的矩形阵列,所需时间为O(N_1+N_2),与行列算法在单处理机上顺序运行所花时间相比,加速比为O(N~2)(这里仍假定N_1=N_2=N)。本文还给出了二维DCT的与二维DFT相似的Systoilc阵列结构。不难将上述阵列推广到多维的情况。     

FPGA实时多普勒中心频率估计

基于弹载合成孔径雷达(SAR)对成像精度、处理时间、资源使用效率和设备低功耗的更高要求,提出一种基于FPGA的多普勒中心频率估计方法,采用FPGA实现实时高精度多普勒中心频率估计。改进回波处理流程,在距离向脉冲压缩过程中,距离向脉冲压缩结束后即可完成多普勒中心频率估计,进行后续距离走动校正(RCMC),实现了SAR信号处理机的"零等待"。在算法实现过程中,提出了基于FPGA的流水线式相位解缠绕方法和基于最小二乘的参数曲线拟合算法,实现相位解缠绕的连续流水输出以及中心频率估计参数精确插值。通过试验验证,基于FPGA的多普勒中心频率估计方法,充分发挥了处理资源使用效率,使SAR信号处理机硬件相对以前减少80%以上,处理时间和频率估计精度均优于系统要求。     

面向计算流体力学的图形处理器资源管理

针对求解计算流体力学过程中图形处理器资源利用率低的问题,提出面向计算流体力学的图形处理器资源优化管理方案。基于计算流体力学的算法特性和同时运行任务的执行特点,设计合理的调度方案。通过动态改变不同任务的启动规模和启动时间,在减少资源竞争的同时提高图形处理器资源的有效使用。实验结果表明:本文提出的资源管理方案相比基线方法在不同任务规模下的平均加速比达到 1.64,对图形处理器的硬件资源使用也有了显著的提升。     

基于程序特征分析的流处理器VLIW压缩技术与解压实现

代码体积和代码稀疏是VLIW处理器一直存在的问题.通过对一系列典型应用在流处理器上的程序特征进行分析,提出了一种新的VLIW分域压缩技术,剔除各个子域中的空操作,并设计了分布式指令存储器对压缩后的代码进行解压缩执行.实验证明,该技术能够减少MASA流处理器中近39％的片外指令访存,降低约65％的片上指令存储器空间需求;同时使得指令存储器面积和系统面积分别减少了约37％和8.9％.     

分布共享存储系统中程序访存行为对性能的影响

本文首先提取了分布共享存储系统（ＤＳＭ）中程序访存行为的几个重要参数,并以此建立了一个处理机效率模型。在此模型基础上分析了访存行为的各种因素对处理机效率的影响情况,文章最后给出了提高处理机效率的几种技术途径。     

一种多处理机集束总线互连结构性能分析

针对紧耦合多处理机系统中采用的集束总线结构 ,对系统中单个处理机的处理效率进行了分析 ,据此 ,提出了关于该类互连结构中总线和存储器设置方面的建议。最后 ,对集束总线结构、共享总线结构和分布式总线结构系统的性能进行了比较分析。     

某型工程车虚拟操作训练环境设计

采用基于Vega和Creator的虚拟现实仿真机制和人机交互设备，构建某型工程车训练仿真系统虚拟操作训练环境。根据位置跟踪传感器跟踪受训人员手的位置和姿态，使用数据手套获取受训人员手部各关节数据，驱动虚拟手实现人机交互，完成虚拟操作训练任务，并采用前馈神经网络模式识别法和空间位姿判别法，分别对静态手势和动态操作命令进行识别。     

市场经济与军人思想观念形成的关联分析及对策

市场经济与军人思想观念的形成存在正相关,因为市场经济强化了军人的公平竞争意识、效率意识、创新意识、法制意识、诚信意识;市场经济与军人思想观念形成也存在负相关,导致某些军人理想信念淡化、过分追求个人享受、一切向钱看,使其个人主义、自由主义思想膨胀。为切实加强部队思想建设和提高部队战斗力,必须采取相应的对策。     

Virtools环境下虚拟装备行为控制方法

为解决当前基于Virtools的装备虚拟训练系统中外观模型与机理模型紧密耦合所导致的模型开发效率低、不可重用的问题,分析了虚拟装备仿真模型结构,提出了一种基于Virtools消息机制的虚拟装备行为控制方法,实现了机理模型与外观模型相互分离、彼此独立的开发和维护,提高了模型的可维护性和可重用性。基于该方法开发的“某高炮虚拟训练系统”,已推广至军事院校的教学、训练,其验证了该方法的可行性。     

军事虚拟仓库的结构分析

军事虚拟仓库可以有效改进我国当前军事仓库物资储备机制,健全储备结构,优化储备布局,提高储备效率。研究军事虚拟仓库对于促进军事物流的发展具有重要意义。对军事虚拟仓库的概念及作用进行了简单介绍,分析了其主要特点,并对军事虚拟仓库的信息网络结构、功能结构以及组织结构进行了研究。     

高性能微处理器TLB的优化设计

虚拟存储是现代微处理器系统必不可少的存储模式。在虚存模式下,虚拟地址到物理地址的变换是流水线中最频繁的核心服务,容易处于决定处理器时钟周期的关键路径上。为加快虚存的访问,现代高性能微处理器实现了一种硬件地址映射结构:转换后援缓冲器(简称TLB);在分析TLB传统的地址映射机制的基础上,提出了基于虚区域和Cache块标记的预验证技术,结果表明该技术优化了TLB的设计,避免了TLB访问时延成为访存的瓶颈。     

一种基于VLIW DSP架构的高性能取指流水线

以超长指令字(VLIW)数字信号处理器(DSP)作为平台,针对现有提高单线程取指流水线效率的方法中存在的弊端,提出了一种高性能的取指流水架构.该架构支持无效取指的检测与作废,从而降低不必要的cacbe访问,减少取指流水停顿周期,该结构还引入专用硬件支持编译调度的循环软流水,有效提高指令并行性,降低代码存储空间,由此释放...     

基于ARM-WindowsCE的便携式漏磁检测仪设计

为了分析漏磁信号和缺陷类型之间存在的对应关系,研制了一种适合现场检测的便携式漏磁检测仪。给出基于ARM9嵌入式结构的漏磁检测仪总体结构,该检测仪以S3C2440A处理器为核心,采用WindowsCE5.0为操作系统,以HONEYWELL公司的HMC1021磁阻传感器来获取铁磁材料表面的漏磁信号,较好地实现了漏磁检测仪的基本功能。     

大气-海洋环境对舰载雷达探测效能的影响评估

针对大气-海洋环境影响雷达探测效能的多要素结构和非量化特性，通过定义评估目标效能指标和层次集成原则，运用层次分析理论，得到影响评估基本流程。通过重点分析海杂波和大气波导对舰载雷达探测效能的影响机理，确定了风速、风向、温度、湿度等气象水文要素在影响过程中所起的作用。最后，根据影响机理的分析，构建了气象水文要素对舰载雷达探测效能影响的量化评估模型。通过模型仿真实验，得到影响评估的量化结果，该结果基本反映出大气-海洋环境对舰载雷达的影响程度。