流体系结构技术发展探讨

以流计算模型为基础的流体系结构,是面向未来的单片上集成超10亿只晶体管和上千ALU时代的新型体系结构,正成为微处理器体系结构研究关注的前沿焦点之一.首先分析流计算的背景;总结现有的具有代表性的流体系结构,并对它们的结构、执行模式、并行性、片上存储使用方式和应用目标等方面进行了比较;然后归纳流程序设计及其环境,讨论当前流编译研究的热点方向;最后探讨流处理器设计的发展趋势.     

一类分段线性费用网络流问题

本文通过把一类分段线性费用网络流问题化成线性费用网络流问题,给出了求解这类分段线性费用网络流问题的算法。     

流编程模型下的存储一致性模型

在流编程模型下建立了一个新的存储一致性模型--流一致性模型,它比传统的释放一致性模型更加松弛.讨论了流一致性模型对程序设计和系统设计的要求,给出了一个正确的系统实现,并且指出流一致性模型的编程和实现并不比现有的一致性模型复杂.     

新型复杂装备维修保障作业流

本文以物的流动理论引出了新型复杂装备维修保障作业流,从作业流视角剖析了新型复杂装备维修保障的现状和问题,提出了维修保障作业内容小保融入大保、作业模式三级转化为两级、作业指令简政放权、作业时限明确统一和作业技术吸收利用等改善措施,指导新型复杂装备维修保障能力生成。     

光流算法研究

光流的测量是视频序列处理和视频挖掘中的基本问题。首先简述了光流法的基本原理,即物体亮度不变特性;然后阐述了计算光流的4类算法:微分方法、区域匹配方法、基于能量的方法和基于相位的方法,并对当前主流的能量算法进行了详细探讨;最后对各种光流算法的评测方法与测试集进行了说明。     

瞬变流摩阻计算方法研究

摩阻损失的精确计算对于长输管道的水力瞬变分析是很重要的一个环节,过去为减少计算工作量。采用固定摩阻系数和流量一阶近似法计算瞬变流摩阻,精度有限。本文跟踪液流流态变化,采用变摩阻系数和流量二阶插值法计算瞬变流摩阻,提高了摩阻计算精度。     

k-ary n-cube中的移动气泡流控策略

在k-ary n-cube网络中,气泡流控是一种有效、实用的死锁避免技术,它不必依赖虚通道就能避免环网中出现的死锁问题。如果流控策略能感知到维度内缓冲区的总体使用情况,就能够更加高效地进行调度,从而提高网络性能。为了避免关键气泡机制引起的阻塞,提出了伪报文协议;结合伪报文协议,设计了移动气泡流控策略,它有效实现了维度内的全局资源感知能力。与局部气泡流控相比,路由器每条输入通道仅设置一个报文缓冲区就可以避免环网中的死锁,即最小资源需求减少了一半。网络模拟结果表明,该机制不会出现永久阻塞;在distribute、hotregion和uniform传输模式中,该机制可以有效提高网络吞吐率20%以上,并且在网络饱和后吞吐率依然维持稳定。     

分段线性凸费用网络流的两个算法

本文讨论了分段线性凸费用网络流问题,推广了线性费用网络流中的负回路方法和最小费用路方法,从而得到了求分段线性凸费用网络的最小费用流的两个算法。     

管道气液固三相流的耦合瞬变模型研究

在管输水力瞬变过程中,管道与流体之间存在耦合互动作用,需要用流固耦合模型来进行描述.针对工程中的多相流动问题,以最常见的气液固三相流为对象,建立了考虑流固耦合效应的水力瞬变模型.通过改变流体中固相或气相的体积分数,模型可适用于气液、固液两相流以及纯液体单相流的耦合水力瞬变,是单相流耦合瞬变模型向多相流耦合瞬变模型的拓展...     

集中控制混合网络中基于流的资源分配算法

集中控制混合网络中,异构化网络内部的流量具有一定的规律和特性,如果使用原有的单一的离散式最大极值和无状态的网络资源调度算法,忽略了异构网络规律,会造成网络利用率较低、易震荡、部分网络流延迟等问题。通过分析由集中控制网络和普通网络组成的混合网络的拓扑结构,对混合网络结构中常见问题如流闪现、不能估计的流、路径堵塞或连接震荡场景进行分析,并提出基于期望和状态的流量评价资源规划算法POS和POS-FME。算法考虑混合网络的运行状态,对系统可用资源进行评估,为系统中各种流匹配对应可用资源,并具有一定的预测作用,从而避免混合网络出现运行效率低下的场景。通过实验,POS算法和POS-FME算法相对传统算法,利用率提高了10%～30%,并降低了震荡和平均延迟。     

基于最大电流方法的数字均流总线设计

多个电源模块并联供电系统,最广泛使用基于最大电流方法的自动均流技术,通过专用的模拟均流总线,传输与模块最大电流成正比的电压信号,各个模块使用该电压信号实现均流.该模拟电压信号很容易受到各种噪声影响,导致均流控制失败.针对该问题,设计了单线数字均流总线,实现最大电流值的数字传输.分析结果表明,设计的单线数字均流总线能够实现模拟均流总线相同的功能,并且具有更强的抗干扰能力.     

WCNS格式在热化学非平衡流数值模拟中的应用研究

高精度格式因其在较低的计算资源消耗下仍能保持足够的精度而在精细流动结构的模拟中具有独特优势。首次将显式5阶加权紧致非线性格式(WCNS-E-5)引入二维高温非平衡流计算。进行了自由流速度5.0~5.7km/s的高焓风洞和高空条件下的圆柱非平衡流场数值模拟,得到了正确的流场参数分布,壁面压力和壁面热流等结果与实验值吻合较好。计算结果表明WCNS-E-5格式较2阶的MUSCL格式具有更好的热流网格收敛特性。分析并针对算例条件初步解决了高阶格式在刚性化学反应流模拟中的鲁棒性问题,为进一步采用高阶格式开展流场结构更加复杂的热化学非平衡流数值研究奠定了良好基础。     

加权紧致非线性格式在热化学非平衡流数值模拟中的应用

高精度格式因其在较低的计算资源消耗下仍能保持足够的精度而在精细流动结构的模拟中具有独特优势。将显式5阶加权紧致非线性格式(WCNS-E-5)引入二维高温非平衡流计算,进行自由流速度5.0~5.7 km/s的高焓风洞和高空条件下的圆柱非平衡流场数值模拟,得到正确的流场参数分布、壁面压力和壁面热流等结果与实验值吻合较好。计算结果表明,WCNS-E-5格式较2阶的MUSCL格式具有更好的热流网格收敛特性。分析并针对算例条件初步解决了高阶格式在刚性化学反应流模拟中的鲁棒性问题,为进一步采用高阶格式开展流场结构更加复杂的热化学非平衡流数值研究奠定了良好基础。     

Beltrami流及其在图像去噪中的应用

偏微分方程是图像处理主要的方法之一,一般通过其对应的变分模型给出方程的意义,并依此设计优化原偏微分方程以取得最佳的处理效果。针对图像去噪问题,基于经典的Beltrami几何流方法提出了图像流形上一种新的度量张量模型,具有该度量模型的Beltrami流具有清晰的几何意义,并依此提出了该度量模型中参数的优化选择方法。同时,该模型为经典的偏微分方程去噪方法提供了统一框架,且参数的优化选择使得Beltrami流在平滑噪声与边缘保持方面取得了良好的平衡。实验表明该方法提高了图像去噪效果,尤其是对于边缘丰富的图像效果更加明显。     

Cache漏流功耗的自适应优化:动态容量调整

当集成电路制造工艺水平发展到超深亚微米阶段,漏流功耗所占的比例越来越大,成为微处理器功耗的重要来源.漏流功耗同电压、漏电流和晶体管数量等因素密切相关.Cache是微处理器中面积较大的部件,对其漏流功耗进行优化是微处理器低功耗设计的首要任务.除了采取工艺上的改进措施外,cache漏流功耗可以通过把握或改变cache的工作...     

分布式流体系结构及其编程模型与资源管理

利用互联网资源提供大数据计算服务面临着资源异构性、动态性与通信长延迟等方面的挑战,现有分布式计算模型仍存在一些不足。运用流计算模型提出分布式流体系结构,包括分布式流编程模型与资源管理等,能够高效支持多种并行执行模式。在10个CPU-GPU异构结点上实现了原型系统,仿真实验验证了7个不同的测试用例。实验结果表明,与本地串行计算相比,分布式流体系结构可以平均提高39倍计算性能,具有较大的应用潜力。     

流的大小与传输速率相结合的双门限检测算法

提出基于流传输速率与数据量的双门限检测算法。为满足高速网络传输的性能要求,使用Hash表存储流检测的数据结构,将Hash表的冲突处理与基于流速率的缓存替换相结合以实现高效的大流检测,通过限制Hash桶的容量,确保报文的处理性能。真实网络数据的仿真测试结果表明:所提算法在相近的存储开销下,保持了较高的处理性能,准确性优于基于最近最少使用算法的大流检测及其派生算法以及基于统计计数的紧凑型空间节省算法。     

埋地输油管道直流排流保护技术应用

随着电气化铁路建设的飞速发展,干扰电流对埋地输油管道的干扰腐蚀越来越普遍。干扰电流包括直流干扰电流、交流干扰电流和地电流等3类,其中直流干扰电流对输油管道的干扰腐蚀最为严重。分析了直接排流、极性排流、强制排流和接地排流等4种直流排流技术的工作原理、特点及适用范围,结合输油管道的设计背景及电位测定,在不影响电气化铁路正常运行的情况下,选择接地排流保护措施。计算确定了输油管道的排流保护参数,并在输油管道平行电气化铁路区间设置6组直流干扰电流排流点和9组牺牲阳极。埋地输油管道经开挖检测,管道绝缘防腐层完好,未发现明显的直流干扰腐蚀现象,取得了较好的直流排流效果。     

系统状态方程的信流图描述

本文从基本概念出发,结合两个具体电路讨论如何用信流图建立系统标准状态方程的方法。     

流间网络编码中的自适应通知报文发送机制

流间网络编码机制需要借助通知报文来确定编码机会,现有的机制一般采用"τ间隔通知机制",但对通知间隔τ的选取及其导致的开销并未进行分析。通过分析"τ间隔通知机制"所产生的通信开销及其对编码机会和吞吐量的影响,提出一种自适应通知报文发送机制。在自适应通知报文发送机制中,无线节点根据局部网络的流量自适应地确定发送间隔,且通知报文仅携带最近2个通知间隔侦听到的数据包信息,在保证编码机会的情况下降低通知报文中携带的信息量和通知报文的发送频度,从而降低附加开销和冲突。网络模拟器仿真实验结果表明:自适应通知报文发送机制能有效地减少通知报文发送的额外带宽开销,取得比采用"τ间隔通知机制"的流间编码机制更高的吞吐量。