半隐式半Lagrangian时间积分及其可扩展并行算法设计

目前谱模式仍然是全球数值天气预报业务模式的主流。针对全球数值天气预报谱模式,研究两个时间层的半隐式半Lagrangian时间积分格式以及用于计算起始点的准三次空间插值方法,提出了按需通讯的可扩展并行算法设计,在由4个双CPUSMP结点组成的Linux机群环境下,该算法的8任务相对于4任务的加速比达到了1.65,取得了良好的并行效果。     

基于移动Agent的特定数值求解算法研究

在分布式环境下,运用移动Agent技术实现大型复杂系统研究中经常使用的特定数值算法求解,可显著提高计算效率。以分支定界法为例,介绍了其设计思想和实践步骤,并对算法的时间复杂度进行了分析。     

全球气象资料客观分析系统的分布式并行计算

对已有的串行算法进行并行化 ,是一项很困难的工作。通过对全球气象资料客观分析系统串行算法的研究 ,提出了一种静态分配数据的分布式并行算法。该算法通过间隔选取分析盒子和模式格点纬圈行 ,将数据分配给不同的处理机实现分布式并行。该并行算法负载平衡好 ,并行效率高 ,而且并行化代价较低 ,具有良好的可扩展性。     

水下滑翔机原理与应用

正水下滑翔机(UnderwaterGlider,UG)是一种水下机器人,它通过调整自身浮力来实现升沉,通过调整两翼的净浮力和姿态角来获得推进力,实现水下滑翔并收集水下信息。它具有能源利用效率高、噪音低,大范围、长时间连续进行海洋环境观测与探测的优势,适用于"中尺度"及以上甚至部分"亚中尺度"的物理海洋现象观测、生态环境调查和海洋安全保障等工作。水下滑翔机为海洋大数据分析、数值预报等重要应用领域提供了现场准实时测量数据。水下滑翔机在军事和国防领域也发挥着重要作用。水下滑翔机的研究内容涉及水下无人平台结构     

基于分布式算法的FIR滤波器设计

采用分布式算法在 FPGA 中实现 FIR 滤波器的方法,将乘加运算转化为查找表的分布式算法并对高阶 DA 的实现进行优化。设计的电路通过软件进行验证并进行硬件仿真,结果表明电路工作正确可靠,能满足设计要求。     

D2D通信中能耗优化的分布式资源管理算法

端到端(D2D)通信技术近年来受到通信学术界的普遍关注,它绕过基站直接进行数据通信,可以减轻基站的负载,节省系统通信资源,提高系统性能和用户体验。然而,D2D通信技术也带来了一些棘手的资源管理问题,例如,如何进行模式选择以调度使用系统链路资源、抑制蜂窝用户和D2D用户之间的相互干扰,如何进行功率控制以满足用户需求等等。文章分析了多用户D2D通信系统的链路共享机制和用户功率分配策略,为提升系统中各用户的能效性能,基于联盟形成博弈和非合作博弈提出了对应的分布式资源管理方案和算法。最后,通过数值仿真,验证了所提方案和算法的有效性,相比最初的资源使用策略,所提分布式方案和算法能够给用户带来明显的性能增益。     

分布式仿真中保守同步算法的研究

本文简要介绍了分布式联合怍战模拟系统中消息的分类,并根据Lamport同步算法设计了分布式仿真中时间同步算法,最后针对分布式联合作战模拟系统的特点,设计了分布式聚合级仿真系统中的保守同步算法。     

并行时域自适应算法在电大目标瞬态散射中的应用

基于电磁场时域积分方程(TDIE)数值技术计算复杂目标的瞬态散射特性,其计算量和内存需求大,采用时域自适应算法(TDAIM)降低了TDIE的计算规模。在研究TDAIM并行算法的基础上,开发了基于.NET Remoting的电磁场分布式数值计算方案。数值结果表明,该方案显著提高了TDAIM的计算效率,为解决电大目标瞬态电磁散射问题提供了一条有效途径。     

分布式多无人机编队控制与博弈算法研究

针对多无人机的任意队形编队控制问题,将博弈论引入分布式控制问题中,提出一种基于博弈的分布式控制算法。该算法将梯度下降和一致性方法结合,将多无人机编队问题转化为分布式博弈问题。通过一致性方法,系统内每个无人机个体都可以对其他个体的位置进行有效估计。利用梯度下降实现纳什均衡点的求解从而实现理想编队。在提出的分布式控制算法下,个体无人机无需全局信息,只需交换邻居个体的信息就可实现多无人机的任意编队。将算法应用到多旋翼无人机系统中,仿真结果表明了分布式算法有效性。     

地面防空混编群分布式动态组网算法分析

未来防空作战中,防空方必须抛弃静态的要地防空模式,在广阔的交战区域内实施动态的区域防空,才能充分发挥多型地空导弹武器系统的整体作战效能。因此,在现有武器装备的基础之上,提出了地面防空混编群分布式动态组网的思想,分析了分布式动态组网的原则和特点,给出了该算法设计的具体步骤。最后,通过分析得出该算法满足动态性要求,具有控制简捷和组网快捷的特点。     

一种面向移动Agent的多任务并行计算模型及算法

介绍了一种面向移动Agent的并行计算模型,给出了采用十标度策略解决任务排序,采用满射策略解决任务映射的算法。该模型允许多个计算任务在异构主机构成的分布式环境下同时进行计算,并且通过算法优化,降低移动Agent之间的通信成本,减少网络流量。     

地球外部空间扰动引力并行计算

针对传统的司托克斯积分方法计算量大、模型复杂的缺点,通过将地球球面以适当的经纬度差进行划分及合理简化,实现了司托克斯积分法计算外部空间扰动引力的积分方程的离散化,建立了地球扰动引力的快速计算模型,并在快速计算模型的基础上采用并行计算技术,实现扰动引力的实时计算。仿真结果表明,提出的快速并行计算模型能较好地实现地球扰动引力的快速、高精度计算。     

面向复杂几何模型的多级并行四面体网格生成算法

高性能计算机的快速发展为数值模拟提供了必需的硬件环境,数值模拟领域对网格的需求已高达数十亿到数百亿量级,而网格生成作为数值模拟的重要一环,其发展则相对滞后,很难满足并行数值模拟求解器对大规模网格的需求。本文面向复杂几何模型提出一种多级并行四面体网格生成算法,该算法首先基于模型的几何特征建立网格的尺寸场,并基于尺寸场和几何实体间的邻接关系对几何实体进行分组,将分组后的几何实体分配到不同的计算节点,在计算节点间采用前沿推进法实现三角形面网格的并行生成,然后在计算节点内对三角形面网格进行二级区域分解,将分解后的子网格分配到各进程中,最后在进程内采用多线程并行方法实现四面体网格的并行生成。通过实际应用三峡大坝模型进行验证,该算法具有良好的并行效率和可扩展性,可以在数千处理器核上实现十亿规模高质量四面体网格的并行生成。     

一种面向多核处理器的高效并行PCA-SIFT算法

提出一种面向多核处理器的并行PCA-SIFT算法,采用数据级并行方法实现并行的特征提取和特征点匹配,将计算任务分配到各个DSP核并行处理,充分开发多核处理器的多级并行性.实验结果表明,并行PCA-SIFT算法对各种不同图像形变的图像具有良好的适应性,具有接近串行PCA-SIFT算法的图像匹配能力,平均加速比达3.12.     

数据库中关联规则的并行/分布式采掘技术

高效的并行/分布式采掘方法是数据库中关联规则发现技术的重要的研究方向,首先给出了关联规则的并行/分布式采掘的相关描述,针对关联规则并行/分布式采掘的基本思想,分析算法中可以改进效能的环节,提出生成更少候选集、局部剪枝、减少通讯量和优化扫描等提高性能和降低复杂度的方法。     

基于共进化的多任务分配与调度

在考虑多种约束关系基础上 ,提出一种并行与分布式系统中多约束关系的任务分配与调度的共同进化遗传算法。仿真试验结果表明所给算法比传统单种遗传算法更能有效地进行多任务分配与调度 ,具有一定的工程价值     

自适应网格交互多模型算法

研究和设计了一种模型集合自适应方法——自适应网格方法。并将其与交互多模型算法相结合,提出了自适应网格交互多模型(AGIMM)算法,它是一种变结构多模型算法。仿真显示它能有效地提高IMM估计器的费效比。     

适用于云计算的多接收方代理重加密方案

在云计算环境下,绝大多数信息处理和存储都被转移到云中心,用户终端的计算和存储能力将逐渐弱化。本文针对这一趋势,提出一种适用于云计算的多接收方代理重加密方案,充分利用云中心的分布式计算能力,使用随机数重用和密文聚合技术,大大降低了计算和传输负担,实验表明本方案具有较高的效率。     

基于网格的聚类挖掘算法

为了提高海量数据挖掘效率,研究了一种基于网格环境下的分布式聚类（Prejudge-Based Distributed Clus-tering,PBDC）算法,并引入距离、模和内积的概念,在聚类之前进行预判断,减少了不必要的计算开销。在此基础上提出了一种分布式并行化聚类（Distributed Parallel Clustering,DPC）算法,将其嵌入到Weka4ws中,以开源数据挖掘类库Weka为底层支持环境,构建网格环境下的分布式数据挖掘体系,同时进行仿真实验。实验结果表明：该算法对于网格环境下海量数据的分布式聚类具有良好的效果。     

差分离散方法分布式并行计算的重叠边界优化

针对分布式存储环境下显式差分方法的并行计算问题 ,依据分布式存储多处理机的体系结构特点 ,提出了一个重叠边界优化模型 ;该模型目前已成功应用于中国科学院第三代海洋环流模式的分布式并行计算优化。