面向大尺寸滑动窗口应用的并行计算模型

大尺寸滑动窗口的应用在数据输入速度与处理速度之间存在较大差距.为了缩短差距,提出了一种并行计算模型,使用尽可能少的存储资源与尽可能简单的存储器读写控制逻辑实现了尽可能高的数据重用性与并行性.该模型将不同滑动窗口之间的并行处理与单个窗口内不同数据之间的并行处理结合起来:对于不同窗口,按列进行分组并映射到多个处理单元上并行...     

平面二自由度并联执行机构的设计与实现

介绍了作者研制的一种用于半导体制造设备上的x-y并联执行机构。通过增加一个冗余运动链 ,使得该机构在工作空间内没有奇异点。该机构的最大特点是可以大大减少现有机构的体积 ,并具有较高的刚度 ,可以在高速运动条件下具有较高的运动精度和跟踪性能。实验结果表明 ,该系统的轨迹跟踪误差均低于 0 5mm。     

Scheduling for parallel dedicated machines with a single server

This paper examines scheduling problems in which the setup phase of each operation needs to be attended by a single server, common for all jobs and different from the processing machines. The objective in each situation is to minimize the makespan. For the processing system consisting of two parallel dedicated machines we prove that the problem of finding an optimal schedule is N P‐hard in the strong sense even if all setup times are equal or if all processing times are equal. For the case of m parallel dedicated machines, a simple greedy algorithm is shown to create a schedule with the makespan that is at most twice the optimum value. For the two machine case, an improved heuristic guarantees a tight worst‐case ratio of 3/2. We also describe several polynomially solvable cases of the later problem. The two‐machine flow shop and the open shop problems with a single server are also shown to be N P‐hard in the strong sense. However, we reduce the two‐machine flow shop no‐wait problem with a single server to the Gilmore—Gomory traveling salesman problem and solve it in polynomial time. © 2000 John Wiley & Sons, Inc. Naval Research Logistics 47: 304–328, 2000     

液体火箭发动机非线性燃烧不稳定过程的并行仿真

采用计算燃烧学方法对火箭发动机非线性燃烧不稳定工作过程进行了并行数值模拟。气相控制方程组用欧拉坐标系下的Navier Stokes方程组描述 ,液相控制方程组在Lagrangian坐标系下进行描述。气、液两相作用通过方程组的源项互相耦合。编制了串行和并行程序 ,并在并行计算环境下进行了测试。从计算结果可以看出并行计算的效率较高。     

Sojourn times in G/M/1 fork‐join networks

We consider a processing network in which jobs arrive at a fork‐node according to a renewal process. Each job requires the completion of m tasks, which are instantaneously assigned by the fork‐node to m task‐processing nodes that operate like G/M/1 queueing stations. The job is completed when all of its m tasks are finished. The sojourn time (or response time) of a job in this G/M/1 fork‐join network is the total time it takes to complete the m tasks. Our main result is a closed‐form approximation of the sojourn‐time distribution of a job that arrives in equilibrium. This is obtained by the use of bounds, properties of D/M/1 and M/M/1 fork‐join networks, and exploratory simulations. Statistical tests show that our approximation distributions are good fits for the sojourn‐time distributions obtained from simulations. © 2008 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics, 2008     

SPH的两种并行计算方案及其在自由表面流动模拟中的应用

针对光滑粒子动力学(SPH)主要计算量是近邻粒子搜索这一特点,提出了一种基于粒子分解的SPH并行计算方案。利用该方案可以方便的将任意串行SPH代码并行计算,而且每一个时间步内的信息传递量只和粒子总数有关,而和粒子的分布无关,因而特别适合于自由表面流动等大变形问题的并行数值模拟。对一个粒子总数为40万的三维溃坝问题的模拟结果表明,此方案能达到的最大加速比约为16,这一结果可能比空间分解方案(不考虑动态负载均衡)更优。     

矢量多边形并行栅格化数据划分方法

针对多边形并行栅格化中的负载不均衡问题提出一种新的数据划分方法,主要包括:迭代计算划分线的位置,在每次迭代中保证分块间的计算量大致均衡,完成数据划分、实现负载均衡;提出基于二叉树的划分结果融合策略,以解决跨边界多边形的融合问题。在多核CPU环境下实现并行算法,选用多个典型土地利用现状数据集进行测试。结果表明:针对不同类型多边形数据集,所提方法较传统方法可获得更高的并行加速比和更好的负载均衡;针对大数据量数据集,以多边形节点数为度量标准可更精确地估算分块计算量,从而更好地实现负载均衡。     

多GPU的可压缩湍流并行计算

利用CUDA Fortran语言发展了一种基于GPU的计算流体力学可压缩湍流求解器。该求解器基于结构网格有限体积法,空间离散采用AUSMPW 格式,湍流模型为k-ω SST两方程模型,采用MPI实现并行计算。针对最新的GPU架构,讨论了通量计算的优化方法及GPU计算与PCIe数据传输、MPI通信重叠的多GPU并行算法。进行了超声速进气道及空天飞机等算例的数值模拟以验证GPU在大网格量情况下的加速性能。计算结果表明相对于Intel Xeon E5-2670 CPU单一核心的计算时间,单块NVIDIA GTX Titan Black GPU可获得107至125倍的加速比。利用四块GPU实现了复杂外形1.34亿网格的快速计算,并行效率为91.6%。     

GPU上高光谱快速ICA降维并行算法

高光谱影像降维快速独立成分分析过程包含大规模矩阵运算和大量迭代计算。通过分析算法热点,设计协方差矩阵计算、白化处理、ICA迭代和IC变换等关键热点的图像处理单元映射方案,提出并实现一种G-Fast ICA并行算法,并基于GPU架构研究算法优化策略。实验结果显示:在处理高光谱影像降维时,CPU/GPU异构系统能获得比CPU更高效的性能,G-Fast ICA算法比串行最高可获得72倍加速比,比16核CPU并行处理快4~6.5倍。     

可扩展通用并行声纳信号处理系统设计

针对水声领域中高速大容量的实时信号处理任务,为了提高处理系统的通用性,设计并实现了一种基于DSP芯片的并行声纳信号处理系统。系统采用TI公司的高性能处理芯片TMS320C6416作为其处理内核,并采用松耦合式的静态结点互连网络结构,能够在保证结点具有一定处理能力的同时进行方便高效的互连。为通用并行信号处理平台的设计提供了一种新的思路。