中尺度数值天气预报模式MM5分布式并行计算

中尺度数值预报模式是进行中尺度天气预报的有效手段。中尺度模式MM5是国际上应用最广泛的中尺度预报模式之一。数值天气预报的巨大计算量和实效性要求必须通过高性能分布式并行计算来实现。分析了MM5串行算法的特点,研究了其并行算法的实现,讨论了算法的一些改进,给出了MM5模式在分布式并行巨型计算机上的测试结果。     

并行调试环境中的追踪和重演

通过传递消息进行通信的并行程序，由于受进程调度和消息等待时间变化的影响，其执行结果可能是不确定的。这导致调试时相继执行不能再现先前的故障，为此，在并行调试环境中引入了追踪和重演机制。本文详细讨论了一种比较先进的追踪和重演算法及其工程实现。     

并行科学计算应用的动态I/O模式分析

设计高性能并行文件系统的关键前提是对 Ｉ／ Ｏ 访问模式的分析和研究。并行文件系统的界面、组织结构、ｃａｃｈｅ 预取算法等都与具体应用的 Ｉ／ Ｏ 模式紧密相关。目前，大多数对 Ｉ／ Ｏ 模式的分析局限于其静态模式，而动态 Ｉ／ Ｏ 模式对并行文件系统的设计至关重要。本文通过分析并行科学计算应用的动态 Ｉ／ Ｏ 访问模式，总结出科学计算应用在访问数据量、时间间隔、访问顺序性等空间、时间上的一般访问特性，并在此基础上提出设计面向并行科学计算应用的并行文件系统应考虑的因素。     

弹道数据处理融合算法的并行计算

针对参考文献[1]中提出的融合多信源信息的融合算法,讨论了其中大计算量的测元遴选问题,并给出了它的并行算法。最后详细地分析了此并行算法的高效性和可扩展性,给出了加速比的仿真结果     

并联机构中奇异性的稳定性问题

将映射理论中的临界点稳定性概念引入并联机构的奇异性分析中 ,提出稳定奇异性和非稳定奇异性的概念 ,研究了低维并联机构奇异性的稳定性情况 ,对几种典型机构的分析验证了这种分类的合理性。提出的分析方法可以为并联机构的机构设计和控制等方面提供理论依据。     

Parallel machine scheduling with eligibility constraints: A composite dispatching rule to minimize total weighted tardiness

We study a parallel machine scheduling problem, where a job j can only be processed on a specific subset of machines M_j, and the M_j subsets of the n jobs are nested. We develop a two‐phase heuristic for minimizing the total weighted tardiness subject to the machine eligibility constraints. In the first phase, we compute the factors and statistics that characterize a problem instance. In the second phase, we propose a new composite dispatching rule, the Apparent Tardiness Cost with Flexibility considerations (ATCF) rule, which is governed by several scaling parameters of which the values are determined by the factors obtained in the first phase. The ATCF rule is a generalization of the well‐known ATC rule which is very widely used in practice. We further discuss how to improve the dispatching rule using some simple but powerful properties without requiring additional computation time, and the improvement is quite satisfactory. We apply the Sequential Uniform Design Method to design our experiments and conduct an extensive computational study, and we perform tests on the performance of the ATCF rule using a real data set from a large hospital in China. We further compare its performance with that of the classical ATC rule. We also compare the schedules improved by the ATCF rule with what we believe are Near Optimal schedules generated by a general search procedure. The computational results show that especially with a low due date tightness, the ATCF rule performs significantly better than the well‐known ATC rule generating much improved schedules that are close to the Near Optimal schedules. © 2017 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics 64: 249–267, 2017     

Rényi信息增量和协方差联合控制的多传感器管理算法

针对目标跟踪中雷达组网场景下多传感器管理问题,结合Rényi信息增量和协方差两种算法各自特性,利用并行处理的思想提出了一种基于Rényi信息增量和协方差联合控制的传感器管理算法。在具体仿真设计环节,分为传感器跟踪能力大于目标数和传感器跟踪能力小于目标数两种场景。仿真结果表明该算法在单目标匀速、多目标匀加速等多数场景下能够对目标进行有效跟踪,同时降低了传感器的切换频率,具有更好的实时性。     

基于Bayes统计理论的射表编拟方法

全面系统阐述了Bayes统计理论下的射表编拟方法,具体研究了验前信息的处理、符合计算、编拟计算及试验用弹量的确定等几个关键难点问题,同时导出了确定先验分布中未知参数的计算公式、射表基本诸元的后验估计公式、射表试验用弹量的计算公式。通过两个实例对其具体使用方法给予了详细说明并对其结果进行了分析,指出应用该方法可以在相同精度要求下节省用弹量或在相同用弹量下提高射表精度,具有很好的经济适用价值。     

地籍数据库点线拓扑一致性并行检查方法

针对拓扑检查算法复杂、计算量大,串行计算已远不能满足海量地籍数据高效拓扑检查需求的问题,在分析了点线拓扑关系的并行特点基础上,将界址点的数据划分方法与界址线的QR空间索引方法相结合,实现了界址点与界址线的并行拓扑计算。用某地区实际的界址点集与界址线集对点线拓扑并行检查进行实验。测试结果表明:并行检查算法的并行效率随着进程数的增加而有所衰减,但稳定在30%以上,加速比达到5以上,且相比于Arc GIS效率提升了30倍以上。并行检查方法以工具的方式集成应用于高性能地理计算平台中,应用效果良好。     

用于海底观测网络的海缆远程供电系统的可靠性

提出了串联恒流和并联恒压两种适合应用于海底观测网络的远程供电系统方案;在相同条件下,利用算法分别完成了两种系统的可靠性设计与分配方案,并根据各子单元的分配可靠度计算了两种系统各节点的供电可靠度。分析结果表明：相比于并联恒压远供系统,串联恒流远供系统对子单元的要求相对较低,而各节点的供电可靠度相对较高,说明串联恒流远供系统更适合应用于我国的海底观测网络建设。