科学计算可视化在水下可视化战场建设中的应用

科学计算可视化作为一门新兴应用科学,为水下可视化战场建设提供了一种新的表达手段。首先介绍了科学计算可视化的基本概念,然后通过对其在水下战场建设领域的应用举例,展现了科学计算可视化在该领域的应用前景及其对潜艇战术发展的巨大推动作用。     

Changing the paradigm: Simulation,now a method of first resort

Decades ago, simulation was famously characterized as a “method of last resort,” to which analysts should turn only “when all else fails.” In those intervening decades, the technologies supporting simulation—computing hardware, simulation‐modeling paradigms, simulation software, design‐and‐analysis methods—have all advanced dramatically. We offer an updated view that simulation is now a very appealing option for modeling and analysis. When applied properly, simulation can provide fully as much insight, with as much precision as desired, as can exact analytical methods that are based on more restrictive assumptions. The fundamental advantage of simulation is that it can tolerate far less restrictive modeling assumptions, leading to an underlying model that is more reflective of reality and thus more valid, leading to better decisions. Published 2015 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics 62: 293–303, 2015     

北斗静止轨道卫星信号盲区快速并行解算方法

北斗系统静止轨道卫星信号盲区解算方法复杂,串行计算耗费时间长,须在并行环境下利用更多的计算资源进行北斗盲区的快速解算。在分析北斗盲区解算原理与算法并行特征基础上,提出动态盲区影响域的并行解算方法。以栅格单元为并行粒度进行任务划分,实现了北斗盲区的高效并行解算。运用全国范围59景数字高程模型数据,利用8进程进行盲区并行解算,耗费时间约为5小时。实验测试结果表明:算法的并行效率随着进程数的增加有所衰减,但稳定在96%以上。其程序中间件已集成应用于高性能地理信息平台,应用效果良好。     

并行规约与扫描原语在ReRAM架构上的性能优化

规约与扫描是并行计算中的核心原语,其并行加速至关重要。然而,冯·诺依曼体系结构下无法避免的数据移动使其面临“存储墙”等性能与功耗瓶颈。近来,基于ReRAM等非易失存储器的存算一体架构支持的原位计算可一步实现矩阵-向量乘,已在机器学习与图计算等应用中展现了巨大的潜力。提出面向忆阻器存算一体架构的规约与扫描的并行加速方法,重点阐述基于矩阵-向量乘运算的计算流程和在忆阻器架构上的映射方法,实现软硬件协同设计,降低功耗并提高性能。相比于GPU,所提规约与扫描原语可实现高达两个数量级的加速,平均加速比也可达到两个数量级。分段规约与扫描最大可达到五个(平均四个)数量级的加速,并将功耗降低79%。     

A pixel-level local contrast measure for infrared small target detection

Infrared (IR) small target detection is one of the key technologies of infrared search and track (IRST) systems. Existing methods have some limitations in detection performance, especially when the target size is irregular or the background is complex. In this paper, we propose a pixel-level local contrast measure (PLLCM), which can subdivide small targets and backgrounds at pixel level simultaneously. With pixel-level segmentation, the difference between the target and the background becomes more obvious, which helps to improve the detection performance. First, we design a multiscale sliding window to quickly extract candidate target pixels. Then, a local window based on random walker (RW) is designed for pixel-level target segmentation. After that, PLLCM incorporating probability weights and scale constraints is proposed to accurately measure local contrast and suppress various types of background interference. Finally, an adaptive threshold operation is applied to separate the target from the PLLCM enhanced map. Experimental results show that the proposed method has a higher detection rate and a lower false alarm rate than the baseline algorithms, while achieving a high speed.     

基于不同分裂的修正局部Crank-Nicolson方法对一维热传导方程的应用

本文采用不同分裂的修正局部Crank-Nicolson方法讨论了一维热传导方程的初边值问题。该方法不仅具有原来计算量少,无条件稳定的优点,而且推广了该方法对复杂的数学物理方程应用的可能性。理论上分析了无条件稳定性、相容性及收敛性,最后进行数值试验,验证了它的可行性。     

云计算安全协议设计

分析了目前云计算服务中存在的应用风险和安全隐患,并将其抽象为两方面的问题,即安全边界问题和用户服务资源映射问题。为了解决这两个方面的问题,根据云计算系统的实际需求,给出云计算服务的一种普适性的定义;在此定义基础上,提出了云计算服务的安全框架,并设计了云计算服务各层协议集合。在这个框架和协议集合下,分析了保证云计算服务正常执行所需的四方面要素,以及将诸要素较好地整合在一起的方法。     

新疆地方教材中公民教育的价值取向分析

公民教育目前已经成为我国理论与实践关注的重要领域。《新疆》作为新疆维吾尔自治区义务教育阶段的地方教材,在了解新疆历史、地理和各民族发展等区情方面发挥了积极的作用。地方教材是否具备公民教育理念和内容,以及在多大程度上体现了公民教育的核心内涵。文章采用内容分析的方法对新疆地方教材进行研究,揭示教材的积极方面和存在问题,为地方教材的进一步完善提供参考,进而促进新疆少数民族地区基础教育的发展。     

一种面向大规模HLA仿真的并行区域匹配算法

HLA仿真中,数据分发管理实现基于值的过滤,可以有效减少盟员接收冗余数据的可能性和网络中的数据流量。大规模HLA仿真系统在仿真推进中需要大量的区域匹配计算以维护数据分发管理的正确性。现有的区域匹配算法大多需要对所有区域进行匹配计算,造成了大量计算资源的浪费;同时,主要基于串行匹配思想,难以充分发挥多核平台的并行计算优势。针对现有区域匹配算法的局限性,提出了一种面向大规模HLA仿真的并行区域匹配算法,该算法能够实现对一次仿真推进中多个改变区域的并行匹配计算,同时在匹配计算中采用基于移动相交的基本思想,利用区域范围移动前后的历史信息,将匹配限定在移动区间之内,减少了大量的无关计算。理论分析与实验结果表明该算法尤其适合基于多核计算平台构建大规模分布式仿真的应用需求。     

球谐函数法解地球扰动引力并行计算方法

随着导弹射程的增加,传统求解地球扰动引力的球谐函数法模型阶数增大,扰动引力的计算速度明显下降。为提高弹道导弹扰动引力的赋值速度,在现有条件下结合球谐函数法计算模型的特点,在并行计算平台上,应用流水线技术和任务交叉分配的方法,建立了球谐函数法的并行计算模型。通过仿真验证,该方法能有效地提高地球扰动引力的计算速度,得到较高的并行加速比和CPU利用率。