基于智能化分配算法的计算机负荷并行处理技术

针对计算机负荷并行处理的高效稳定和最优化问题,提出了一种智能化任务分配算法.该算法智能化地选择各节点状态和启动策略,将总负荷分配到合适的节点,以使得通信和处理开销最小、负荷均衡,从而使并行处理系统的整体性能达到曩佳,成本最低.仿真结查表明,该算法对那些包含少量或适度数量的子处理器网络来说,更为有效和稳定.     

三维建模中平面分割并行算法的设计与实现

基于高性能集群的并行计算在许多领域得到了广泛地应用和发展。针对三维建模的特点,设计和实现了平面分割的并行算法,重点阐述了并行算法中各进程的数据分配和通信方式等关键问题。并通过实验,给出了该并行算法的加速比和效率,验证了并行计算在三维建模中的优势。     

Fast 3D EM scattering and radiation solvers based on MLFMA

As the fastest integral equation solver to date, the multilevel fast multipole algorithm （MLFMA） has been applied successfully to solve electromagnetic scattering and radiation from 3D electrically large objects. But for very large-scale problems, the storage and CPU time required in MLFMA are still expensive. Fast 3D electromagnetic scattering and radiation solvers are introduced based on MLFMA. A brief review of MLFMA is first given. Then, four fast methods including higher-order MLFMA （HO-MLFMA）, fast far field approximation combined with adaptive ray propagation MLFMA （FAFFA-ARP-MLFMA）, local MLFMA and parallel MLFMA are introduced. Some typical numerical results demonstrate the efficiency of these fast methods.     

基于DSP的视频视觉系统设计及算法实现

为了用硬件实现计算机视觉算法,达到更好的实时性,提出了一种以DSP为核心的高效率的并行采集、处理、传输系统。介绍了该系统在实时性方面的设计考虑,并从软、硬件两个方面分别详细说明了这一并行体系结构的开发流程和工作原理。最后,提出了一种用于运动目标检测的变加权背景恢复算法及其DSP实现方案,论证了其可行性,并给出了处理结果。     

MUSIC空间谱估计并行运算算法

针对多重信号分类(multiple signal classification, MUSIC)算法计算量大不适于实时处理的问题,提出了一种并行处理方案。首先,根据协方差矩阵的Hermite特性简化其构造过程;再通过实值化预处理,将后续运算转换到实数域,通过Householder变换将协方差矩阵简化为三对角矩阵,对三对角矩阵进行QR分解得到特征值和特征向量用于谱峰搜索|最后,各个阶段都适于采用多处理器并行处理。通过理论分析和仿真,验证了该方法在对MUSIC算法性能影响不大的前提下能大大减小运算量,提高算法处理速度,为MUSIC算法的高效化实现提供了一定的理论基础。     

High performance reconfigurable hardware system for real-time image processing

1 .INTRODUCTIONRecently, real-ti me i mage processing systems havebeen widely utilized in the field of military,medicine, industry, agriculture , business and re-search. Many application areas where a real-ti me pro-cessing solution is required i mpose considerable con-straints on physical size ,power dissipation and cost ofthe solution and so on. An additional constraintwhichis ofteni mposedis that of flexibility of the so-lution, enabling reconfigurability or modificationwhileinservice .…     

基于Matlab的分布式并行优化计算环境

在对并行计算环境进行深入讨论的基础上，提出了基于Matlab的分布式并行优化计算环境的层次结构，并设计了初始化函数、发送接收任务函数、进行任务函数和回送并综合结果函数四大类的基本并行函数，这些函数都具有大粒度的特点。利用这些基础函数，实现了并行SQP。为伪代码的分析中表明，利用四类基本函数实现分布式并行计算是简单而有效的。     

基于多核集群的RTI并行优化技术

随着基于高层体系结构HLA(High Level Architecture)仿真应用的不断深入,系统仿真规模不断扩大,仿真模型越来越复杂,仿真节点之间的交互更加频繁,使得仿真系统对通信资源与计算资源的需求不断提高。多核集群能够提供数据并行处理和高效通信的性能潜力,因此通过在多核集群上进行仿真加速正成为提高HLA仿真运行效率的重要途径。然而传统的仿真运行支撑平台RTI(Run Time Infrastructure)主要面向分布式网络环境,一般不支持并行通信和消息并行处理,从而难以发挥多核集群的高效通信和并行计算的性能优势。因此,为了提高多核集群下大规模HLA仿真的运行效率,提出了基于多通道的并行通信结构和基于消息分类的多线程处理技术,并已经应用于正在开发的并行shmRTI中,与国际同类商业软件pRTI1516进行的对比测试结果表明,性能可提升30%以上。     

时域有限差分并行算法中的吸收边界研究

针对并行FDTD中以二阶Mur、单轴各向异性介质完全匹配层(UPML)和卷积形式完全匹配层(CPML)为吸收边界的并行化处理方法进行论述.用金属球的远区散射计算,并与Mie级数解对比,验证了并行计算中三种吸收边界的吸收效果.最后给出UPML吸收边界FDTD计算内存估计公式,并以电大尺寸目标卫星模型为例对并行性能进行了测试.由于并行中通信时间影响并行加速比和效率,UPML和CPML吸收边界的相邻子域数据通信方式与FDTD选代式相同,而Mur吸收边界的相邻子域间数据通信方式与FDTD完全不同,它的并行性能要低于前两者.电大尺寸卫星目标模型的多机并行计算测试结果表明,UPML和CPML并行FDTD计算的并行加速比及其效率整体上高于Mur,其中CPML吸收条件下的效率达到90%以上.     

科学计算可视化并行处理建模及其数据并行技术研究

科学计算规模的不断增长使得对科学数据的可视化也必须采用并行处理技术。针对可视化应用的特点,一方面,分类建立了可视化并行处理模型,给出了形式化描述,并对其并行性进行了定量的分析;另一方面,提出了一种可扩展的可视化数据并行体系结构,并深入探讨了实现该结构的数据划分技术和并行绘制方法;最后基于上述理论实现了一个数据并行可视化处理软件原型系统YH-PView,并通过实验验证了理论分析的正确性。     

Hierarchical resource allocation for integrated modular avionics systems

Recently the integrated modular avionics (IMA) architecture which introduces the concept of resource partitioning becomes popular as an alternative to the traditional federated architecture.A novel hierarchical approach is proposed to solve the resource allocation problem for IMA systems in distributed environments.Firstly,the worst case response time of tasks with arbitrary deadlines is analyzed for the two-level scheduler.Then,the hierarchical resource allocation approach is presented in two levels.At the platform level,a task assignment algorithm based on genetic simulated annealing (GSA) is proposed to assign a set of pre-defined tasks to different processing nodes in the form of task groups,so that resources can be allocated as partitions and mapped to task groups.While yielding to all the resource constraints,the algorithm tries to find an optimal task assignment with minimized communication costs and balanced work load.At the node level,partition parameters are optimized,so that the computational resource can be allocated further.An example is shown to illustrate the hierarchal resource allocation approach and manifest the validity.Simulation results comparing the performance of the proposed GSA with that of traditional genetic algorithms are presentod in the context of task assignment in IMA systems.     

计算可视化的一个快速三维旋转算法

为了实现科学计算过程中动态对象的三维图形生成,提出了一个动态平行投影模型;在此基础上,导出了万能平行投影公式;通过对万能平行投影公式的分析,提出了一个新的三维图形旋转算法—投影平面自适应跟随算法(PPAF)。分析和仿真表明,PPAF的时空复杂度显著降低,相对于固定投影平面算法(FPP),计算速度可提高三倍以上,使动态对象的快速三维连续旋转成为可能。运算实例验证和展示了算法的运算效率和图形质量。     

平顺移动下等量分批FJSP多目标优化研究

为解决平顺移动下等量分批柔性作业车间调度问题多目标优化的困难,对平顺移动下等量分批柔性作业车间调度多目标优化方法进行了深入研究。首先,针对平顺移动方式下等量分批柔性作业车间调度的特点,建立了一类以完工时间最短和制造成本最低为优化目标的等量分批柔性作业车间调度多目标优化模型。其次,提出并设计了一种改进的NSGA II算法对模型进行求解。算法中引入面向对象技术处理复杂的实体逻辑关系,使用一种基于工序及设备编码的分段编码技术进行编码,采用分段交叉和变异的特殊遗传算子实现遗传进化,应用4种精细化调度技术于解码过程以提高设备利用率。最后,通过案例分析验证了方法的有效性。     

Transputer并行处理系统在反坦克导弹实时仿真图像生成中的应用

本文概述了反坦克导弹实时仿真系统组成及采用Ｔｒａｓｎｓｐｕｔｅｒ ＩＭＳ Ｔ８００芯片构成并行处理机，在实时仿真图像生成中的应用。对图像系统的体系结构，软件特点和并行处理技术在图像生成中的具体实现作了简要介绍。     

基于Internet的并行遗传算法及其关键实现技术

为解决大规模复杂优化问题,针对遗传算法的并行化原理和常用运行平台进行分析,提出了并行遗传算法新的应用平台———Internet,讨论了基于Internet的并行遗传算法(Internet basedparallelgeneticalgorithms,IPGA)实现中的关键问题,并给出其单向环拓扑的具体实现。实验表明,IPGA可显著节约寻优时间,提高寻优质量,并且能够充分利用互联网中闲置的计算机资源,节约运行成本,有助于解决巨量优化问题。     

基于模糊内模的自适应控制算法的并行处理

针对非线性系统,在PRAM计算模型上,探讨基于模糊内模自适应控制算法的并行处理。利用TSK建模方法,m个处理机并行地在线辨识出模糊内部模型,并采用内模控制理论并行求出H2最优控制器。仿真实验表明,并行处理方法达到亚线性加速,可以较好地满足实时在线辨识内部模型的应用需求。     

MADDPG算法并行优先经验回放机制

多智能体深度确定性策略梯度(multi-agent deep deterministic policy gradient, MADDPG)算法是深度强化学习方法在多智能体系统(multi-agent system, MAS)领域的重要运用,为提升算法性能,提出基于并行优先经验回放机制的MADDPG算法。分析算法框架及训练方法,针对算法集中式训练、分布式执行的特点,采用并行方法完成经验回放池数据采样,并在采样过程中引入优先回放机制,实现经验数据并行流动、数据处理模型并行工作、经验数据优先回放。分别在OpenAI多智能体对抗、合作两类典型环境中,从训练轮数、训练时间两个维度对改进算法进行了对比验证,结果表明,并行优先经验回放机制的引入使得算法性能提升明显。     

Parallel solutions of correlation dimension calculation

1 .INTRODUCTIONIn the recent decades ,the fractals[1]has found manyi mportant applicationsinthe field of biology,geogra-phy, physics , graphics and so on. It has excellentperformance in describing the actual living phe-nomenon that is unstable ,irregular ,and complexity,such as ti mes series of chaotic signs . The calculationof correlation di mensionis a key probleminfractal di-mension[2 ,3]. The standard solution of correlation di-mension calculation requiresO( N2)ti me , whereNis numbe…     

Lower Bounds and a Nearly Fastest General Parallel Branch-and-Bound Algorithm

In this paper, it is supposed that the B&B algorithm finds the first optimal solution after h nodes have been expanded and m active nodes have been created in the state-space tree. Then the lower bound Ω(m＋hlog h) of the running time for the general sequential B&B algorithm and the lower bound Ω(m/p ＋ hlogp) for the general parallel best-first B&B algorithm in PRAM CREW are proposed, where p is the number of processors available. Moreover, the lower bound Ω(M/p＋H＋ (H/p) log (H/p)) is presented for the parallel algorithms on distributed memory system, where M and H represent total number of the active nodes and that of the expanded nodes processed by p processors, respectively. In addition, a nearly fastest general parallel best-first B&B algorithm is put forward. The parallel algorithm is the fastest one az p ＝ max{he,r}, where ε ＝ 1/logh, and r is the largest branch number of the nodes in the state-space tree.     

网络交通分布式模拟乐观同步算法研究

基于分布式网络环境，运用并行模拟领域的最新研究成果，对路网交通流分面式并行模拟中如何实现处理内部的时钟同步问题进行深入研究，提了了定时段扫描的乐观同步算法，以确保模拟中事件逻辑关系的一致性。最后以含9个节点的路网为例，运用该同步算法进行模拟应用，对路网串行、并行模拟的效率和效益进行了对比分析，从根本上体现了路网颁式模拟研究的意义。