一种基于多核并行计算的目标分配算法设计

随着计算机多核处理器的高速发展,多核并行计算在各领域发展研究的重要性已逐渐突显,分析了当前典型的并行编程模型,在PCAM设计过程的基础上提出了多核并行算法的设计过程,运用OpenMP编程模型完成了一种目标分配算法的多核并行化设计,通过实验及性能分析,验证了并行目标分配算法相较于传统串行算法在计算效率上的优势。     

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。     

分布式并行地形分析中数据划分机制研究

数据粒度是海量空间数据并行计算的重要问题之一。通过对不同性质的并行算法的对比分析,提出空间数据粒度模型,量化地反映并行地形分析中数据划分的规模,建立并行数据粒度评价模型。通过研究集群环境下不同算法的数据并行数据粒度问题,提出基于并行数据粒度评价模型的优化数据粒度调度算法。通过计算每一次并行计算的时间与数据粒度效率,从而实现对计算数据粒度动态更新以追求更高的加速比。经过实验验证,该算法较之传统算法,可提供更高的任务执行效率并具有更好的可移植性。     

三个并行排序算法的可扩充性分析

可扩充性分析是评价并行算法或并行系统性能的重要工作,特别是在大规模并行处理环境下更是如此。本文利用新近提出的扩张串行分量分析技术,研究了三个并行排序算法的可扩充性,以及这些算法在超立方体结构上的实现的可扩充性。给出了使三种算法都为可扩充的条件,解释了每个算法的适用范围。展示了算法的实质性质,计算了它们的扩张串行分量、扩张效率以及扩张加速比。本文的解析分析结果与其它文献中的实验结果一致。     

基于栅格分层的逐栅格汇流算法并行化研究

分布式水文模型中的逐栅格汇流算法计算量大,需要借助并行计算以满足大流域长历时模拟的要求。针对目前鲜有对基于隐式有限差分的逐栅格汇流算法进行并行计算研究的情况,基于栅格分层的思想提出一种适用于共享内存并行计算环境的逐栅格汇流并行算法。该算法首先根据流向进行栅格分层,使同一层中栅格的计算相互独立,然后将同一层中栅格的计算任务分配到多个计算单元并行计算。采用C++编程语言与OpenMP并行编程库实现了该算法,并选择河北省清水河流域为实验区,在不同数据规模(30m、90m、270m分辨率)、不同核数(2～20个)以及不同栅格分层方法的情况下对算法性能进行了测试。实验结果表明本文提出的并行算法具有较好的加速比和并行效率,且并行效率随数据规模的增大而增大。栅格分层方法对算法并行性能有明显影响,从上到下的分层方法比从下到上的方法具有更高的并行效率。     

流域变换的串行与并行策略研究

流域变换是数字形态学中用于图像分割的一种经典方法,其并行化问题成为近年来研究的重点。首先给出了流域变换的数学模型,并归纳列举了几种离散情况下的形式化定义;其次分类总结了近年来流域变换串行算法研究的新进展,从而在此基础上重点讨论了相应的并行化策略。详细分析了设计并行流域算法需要考虑的几个问题;并比较评价了现有并行算法的性能特点,得出了一些结论;最后提出了有待进一步研究的问题。     

成像制导中的多处理器并行及二值化算法研究

导弹成像制导涉及大量图像处理和计算,一般系统实现多以高性能单或多处理器为核心。讨论了一种嵌入式多处理器系统的基本结构,利用平台特有的FSMC总线同时支持静态分割和任务级调度2种并行算法,并以此进行图像二值化算法的并行化研究。试验结果分析表明,该设计能够支持2种并行化算法,成倍减少图像处理的时间。     

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。     

分块求解三角形线性方程组的一种分布式并行算法

在分布式存储环境下,提出了一种基于"分块"思想的求解三角形线性方程组的分布式并行算法。该并行算法不仅成功运用了数据压缩存储技术,将方程组系数矩阵的存储规模由n2减少到n(n+s)/2≈n2/2,而且较好地实现了计算与通信的相互重叠,从而减少了处理机间的通信开销。数值试验表明:该并行算法具有较高的加速比和并行效率。     

多光源并行化算法的实现

针对在绘制具有真实感的图形中光照处理模块串行处理速度慢的问题,提出多光源光照算法的并行化,采用负载均衡的并行策略,重新优化计算模型,单独计算环境光、散射光、镜面光及衰减因子后叠加在一起。计算不同的PE(处理单元)个数使用了不同的分配方案来提高处理速度。实验结果表明,将多光源光照算法并行化,可充分利用资源,发挥多核处理器的处理能力,提高了资源利用率。     

栅格数据处理中邻域型算法的并行优化方法

随着并行计算的成熟,众多数据密集型的栅格处理算法亟需利用并行计算来缩减执行时间.针对其中一类邻域型算法,构建了用于估计是时间代价的串行/并行时域模型,分析了各个组成的代价影响因素,提出了降低数据I/O代价的并行I/O方法和降低数据通信代价的光圈预测方法.实验证明,所提的两个优化方法可以使邻域型栅格处理算法的并行程序更加充分地利用并行计算资源,进而在一般并行化的基础上进一步提升其并行性能.     

多传感器数据融合系统中的序贯航迹相关算法研究

提出了一种适合于分布式多传感器数据融合的序贯航迹相关算法,对算法进行了仿真,并和最临近法进行了比较。仿真结果表明,该算法性能与传统方法比有很大改善。     

面向 MPP Fortran 的程序自动并行化初探

ＭＰＰＦｏｒｔｒａｎ是由Ｃｒａｙ公司推出的一种较有代表性的数据并行语言,本文首先介绍了ＭＰＰＦｏｒｔｒａｎ的主要特点,然后,以该语言为例,对面向ＭＰＰ系统程序自动并行化的主要内容进行了初步的探讨。     

基于多层循环并行化的负载平衡优化

负载平衡是并行处理中的一个重要概念。参与一个程序执行的各处理机所承担的工作量是否均衡直接影响该程序的并行性能。本文对面向MPP系统程序循环级并行化中负载平衡的优化进行了探讨,提出了优化策略及其实施算法。     

基于时序事件图的作战仿真溯因模型?

通过对作战仿真结果进行因果关系分析,可以加深对作战计划的理解,为指挥决策提供支持,是仿真的重要一环。为了能够对仿真结果进行因果关系分析,首先阐述了溯因和因果关系的概念,对支持溯因的仿真输出数据进行了需求分析,进而构建了以事件为核心描述单元的仿真输出数据模型;根据对事件图基本概念的理解,提出了基于时序事件图的溯因模型,最后给出了仿真输出数据映射为时序事件图的转化算法。     

异步雷达组网协同跟踪动态传感器分配算法

针对异步雷达组网下的协同跟踪问题提出了一种基于异步顺序融合的动态传感器分配算法。该算法对异步雷达的量测值按采样时刻顺序滤波,根据滤波协方差和目标期望协方差的接近程度动态选择下一时刻跟踪的最优传感器集合。仿真分析表明该算法和基于伪量测的异步雷达组网协同跟踪传感器分配算法相比具有较少的计算量和较高的目标跟踪精度。     

基于矩阵分析的D-S证据理论的多传感器雷达体制识别

采用不确定推理的矩阵分析方法,建立了用于雷达体制识别的多传感器数据融合的数学模型,提出了一种基于矩阵分析的多传感器信息融合的新算法,结合多传感器多测量周期的雷达体制识别给出了具体的实例.识别结果说明了该算法的有效性.     

一种基于加权DSmT的序列图像目标识别方法

通过对自动目标识别系统研究与分析,将DSmT引入到飞机序列图像识别中,构建基本置信指派及分类规则,提出了一种基于加权DSmT的序列图像目标识别方法,在分析权值选择特点的基础上,根据特征信息的置信指派组合有效权值,并且给出了基于加权DSmT融合规则的序列图像目标识别的流程,仿真结果表明,该方法提高了序列图像目标识别的准确性.     

模糊决策融合的红外弱小目标序列检测

针对红外序列图像中运动弱小点目标的检测问题,重点研究序列关联检测算法.在多帧关联检测的基础上,引入决策融合概念,建立了基于模糊决策融合的序列关联检测方法.基于贝叶斯最小风险准则建立分布式决策模糊融合方法,有效融合单帧检测的结果,提高序列检测算法的性能.实测数据的实验结果验证了基于贝叶斯最小风险准则的分布式决策模糊融合方法的可行性和有效性.