基于CPU-GPU混合计算平台的RNA二级结构预测算法并行化研究

RNA二级结构预测是生物信息学领域重要的研究方向,基于最小自由能模型的Zuker算法是目前该领域最典型使用最广泛的算法之一。本文基于CPU GPU的混合计算平台实现了对Zuker算法的并行和加速。根据CPU和GPU计算性能的差异,通过合理的任务分配策略,实现二者之间的并行协作计算和处理单元间的负载平衡;针对CPU和GPU的不同硬件特性,对Zuker算法在CPU和GPU上的实现分别采取了不同的并行优化方法,提高了混合加速系统的计算性能。实验结果表明,CPU处理单元在混合系统中承担了14%以上的计算任务,与传统的多核CPU并行方案相比,采用混合并行加速方法可获得15.93的全局加速比;与最优的单纯GPU加速方案相比,可获得16%的性能提升,并且该混合计算方案可用于对其它生物信息学序列分析应用的并行和加速。     

军事变革要从谋略大国的自我欣赏中解放出来

党的十八大强调:"紧跟世界新军事革命加速发展的潮流,积极稳妥进行国防和军队改革,推动中国特色军事变革深入发展。"这是党中央站在历史与时代高度,着眼中华民族伟大复兴,为深入推进国防和军队建设作出的重大战略部署,对于加快我国军事力量建设,确保国家安全与发展,实现强国梦、强军梦,具有重大现实意义和深远历史意义。     

稀薄气体动理论中介观尺度数值模拟的加速方法

针对滑移流、早期过渡流区域采用离散速度法(discrete velocity method, DVM)求解Boltzmann方程收敛速度极慢、计算资源消耗大的难题,提出全流场耦合介观/宏观方程加速方法。在介观层面基于有限差分的DVM求解Boltzmann方程,在宏观层面基于有限体积的压力耦合方程组半隐式方法求解矩方程,充分利用纳维-斯托克斯-傅里叶/R26矩方程在低克努森数下的快速收敛特性,对介观方程进行加速。基于高阶Hermite多项式重构分布函数,完成宏观方程与介观方程之间的数据传输。仿真结果表明:全流场耦合介观/宏观方程的加速方法在滑移流、早期过渡流区域具有显著加速性能,最大降低了95.28%的计算时长;但对中、大克努森数流域,加速性能大幅度下降。     

PH分布参数估计的确定性退火加速EM算法

针对连续PH分布参数估计标准EM算法迭代速度慢和初值敏感易陷入局部最优化的问题,首先引入逆温因子和加速因子两参数改进算法,提出了确定性退火加速EM算法;然后,进行了详细的理论推导,给出了PH分布参数估计的具体步骤;最后,利用算例对两类典型分布和一组某装备维修时间的实际数据进行拟合,验证了改进算法的全局最优性和较快的收敛速度,拟合效果和迭代加速情况也验证了该算法的有效性和通用性。     

基于LBDL逻辑的抗DPA攻击电路设计方法

动态差分逻辑是一种典型的电路级差分功耗攻击(DPA)防护技术.这种技术通过使逻辑门保持恒定的翻转率来降低电路功耗与数据信号之间的相关性.介绍了一种新型的、基于查找表(Look-Up-Table,LUT)结构的动态差分逻辑(LBDL),以及基于这种逻辑的集成电路设计方法.该设计方法仅需在传统的半定制设计流程中添加少量的替换操作就可以实现 ,因而比其他完全需要全定制设计的动态差分逻辑具有更好的实用性.而相对同样适用于半定制实现的动态差分逻辑 WDDL(Wave Dynamic Differential Logic),LBDL逻辑解决了逻辑门翻转时刻与数据信号之间的相关性,从而比WDDL逻辑具有更好的功耗恒定性.实验结果表明,该设计方法能够有效实现具有抗DPA攻击性能的电路.     

星载高光谱图像实时处理系统

为适应星载高光谱成像仪输出数据率越来越高的需求,设计了一种基于模块化的、软硬件结合的高光谱图像实时处理系统。该系统由一个主控模块(MM)和若干个实时高光谱图像处理子模块(SM)组成,对软硬件处理流程进行了合理划分。在充分考虑系统所需选用的DSP和FPGA芯片下,给出了主控模块与子模块的设计方法及原理框图。该系统可等效为一个二维网孔型并行模型,具有很高的并行性和加速比,具有实现实时高光谱图像处理的能力。并且该系统具有很强的适应能力,可满足不同星载高光谱成像仪的需求。     

考虑外场差异的步进加速寿命数据可靠性评估方法

针对寿命服从双参数Weibull分布的机电产品,进行单应力、定时转换的步进加速寿命试验,研究加速寿命试验数据下的可靠性评估问题。考虑到外场多应力环境与实验室单一应力环境之间的差异性,构建基于修正系数的分布参数计算模型;开展步进加速寿命试验过程的统计分析,建立各应力下的累计分布函数关系;构建极大似然函数,运用数值迭代法,求解未知参数估计;结合某型机电产品进行仿真方案设计,采用Monte Carlo仿真方法产生样本数据,通过对比分析说明所提出的模型评估精度更高。     

存在工作历程产品的加速寿命试验统计分析

加速寿命试验(ALT)可在较短时间内获得产品的寿命及可靠性信息.利用ALT对产品的剩余寿命进行评估时,常常将已工作过的产品进行抽样并投入试验,在这一类样本的ALT数据统计分析时如何处理初始工作时间,成为ALT应用中的一个重要问题.工程实际中评估此类样本的剩余寿命时常常忽略初始工作时间,将其视为"用后如新"或"无记忆性"产品.但此假设必须以产品寿命服从指数分布为前提,而大部分机电产品的寿命服从Weibull分布,因而该方法在应用时必然会产生较大误差.针对这一问题提出了一种新的基于时间折算的ALT数据统计分析方法,并利用Monte Carlo仿真对其估计特性进行对比研究,结果表明此方法能有效评估存在初始工作历程产品的剩余寿命,估计精度优于原方法.     

参数化时频分析的匀加速旋转目标ISAR成像

对于机动目标,运动补偿后目标相对于雷达的转动不能近似为匀速转动,而是更接近于匀加速转动,此时传统的距离多普勒成像算法不能得到很好的成像结果.分析总结了几种针对非匀速转动的时频联合分析算法,提出了一种基于参数化时频分析-AGCD快速算法的匀加速旋转目标成像算法,仿真表明了该算法具有精度高、速度快且无交叉项的优点,比原有的一些算法有较大的改进.     

PCI接口芯片及其应用

本文介绍PCI总线接口芯片CA91L862A,详细阐述了该芯片的技术特点与设计要点,并采用该芯片开发了开关集器设备。