网格环境下蛋白质多重结构比对的架构及其实现

针对蛋白质多重结构比对需要大量运算的问题,基于渐进式成对结构比对策略,设计了并行化的蛋白质多重结构比对架构及其在网格计算环境下的实现机制.实验结果表明并行算法大大提高了比对效率,减少了比对时间,提高了重用性.该并行蛋白质多重结构比对架构及实现方法可应用于其他的多重结构比对.     

对流扩散问题非均匀网格上的部分半粗化多重网格方法

结合非均匀网格上的 HOC 格式与部分半粗化的多重网格方法对具有边界层的2维对流扩散问题进行了求解,并基于面积率构造了部分半粗化多重网格方法的插值算子和限制算子。数值实验表明:对于只需要在1个方向进行网格加密的边界层问题,基于部分半粗化的网格分布策略及多重网格算法可以大大减少无边界层方向的网格数,从而较完全粗化的网格分布策略及多重网格算法具有更高的计算精度和求解效率。     

三维弹性力学问题中有限元方程的预处理方法

针对三维弹性问题中有限元方程的数值求解，建立了一类简单且实用的代数多重网格预处理共轭梯度法(AMG-CG法)，详细描述了相应代数多重网格方法的粗化技术及网格转移算子的构造．由于该预处理方法能有效地降低刚度矩阵的条件数，使刚度矩阵的谱分布更集中，从而大大提高了计算效率．数值结果表明，AMGCG法对求解三维弹性问题有限元方程是十分有效和健壮的。     

基于深腾7000系统的大规模CFD并行计算

从基本流动控制方程及数值离散、多重网格、并行算法等方面详细阐述了混合网格框架下计算流体力学软件的基本原理,提出了采用三重嵌套循环结构在时间推进格式中实现多重网格加速及并行计算技术的主流程设计方案;同时给出了高精度混合网格并行计算软件在深腾7000系统上的大规模并行测试结果以及在某型民用飞机高升力流场数值模拟中的应用.结果表明:此高精度混合网格并行计算软件在采用千万网格点规模的大型飞机高升力复杂流场计算时,不仅计算结果与实验结果符合较好,且在2 048核并行计算时仍具有很好的并行可扩展性,计算效率不低于80%.     

基于GPU的SVM参数优化并行算法

为了缩短支持向量机(support vector machine,SVM)参数优化时长,提高SVM参数优化的效率,提出了基于图形处理单元(graphic processing unit,GPU)的SVM参数优化并行算法.分析了基于网格搜索和粒子群优化算法的并行特性,基于GPU设计了该优化算法的并行化方案,并在单GeForce GT 650M GPU卡上进行了试验验证.结果表明,并行化网格搜索和并行化粒子群参数优化算法不仅可以取得与非并行化参数优化算法相同的优化效果,而且执行时间大大减小,其中并行粒子群参数优化算法的加速比可高达26.85,大幅提升了SVM的参数优化效率.     

含间断系数弹性结构的多重网格方法与数值模拟

提出了求解含间断系数弹性力学问题的界面保持粗化多重网格方法,该粗化方法在选取粗网格节点时保证在每一个网格层上能保持界面的实际形状,同时可以捕获位移解函数沿界面处导函数的不连续行为,这样只需要构造简单的插值算子,并选取点块Gauss-Seidel作磨光迭代,就能达到理想的多重网格收敛效率.数值实验结果表明,这种界面保持粗化多重网格方法的收敛性不依赖于网格规模及间断系数的大小,具有很好的数值稳定性.     

线性方程组的套二级多重迭代法

给出一种全新的二级多重分裂迭代解法求解线性方程组，这一方法是基于多重分裂法与套迭代法的基础之上，推广了其它并行化方法，并对系数阵单调或具有优分裂时分析了方法的收敛性。     

多重网格法与有限体积法在流体力学中的应用

多重网格技术是一种非常有效的计算机数值计算方法，本文采用多重网格中ＦＡＳ格式进行数值实验，计算加速效果十分明显；同时，结合矢量及有限体积法，大大提高了计算机捕捉激波的质量。     

聚结CAP在求解频率分配问题中的应用

频率最少角网格图方案。信道分配问题（CAP）是无线蜂窝网中的一个重要方面，它根据呼叫请求对频率进行分配，同时使得整个网络所需的文中描述了一个有效的频率分配策略（聚结CAP），它源于多重染色算法，所用模型基于移动通信网络中常用的三同时，该方案是分布式的，即网络中每个基站只需要和其邻接基站之间交换部分信息，即可得出自身的频率分配方案。     

基于双线性对的无证书并行多重签名方案

针对目前无证书多重签名方案在计算效率、通信成本和安全性等方面存在的问题,提出一种基于双线性对的无证书多重签名方案,并模拟3种不同类型的攻击者,分析新签名算法的不可伪造性.该方法基于无证书短签名的思想,构造签名长度较短的并行多重签名方案.仿真实验表明,与目前已有的方案相比,新方案降低了签名的通信成本和计算量,因此更适合于资源受限的网络环境.     

基于IBC的无线网格网认证机制研究

近几年无线网格网发展迅速，但安全问题却日益突出，现有的网络安全技术无法满足无线网格网的安全需求。本文分析了无线网格网的安全需求，采用信用卡机制建立安全框架。设计基于IBC（基于标识的密码技术）算法的网络认证机制，本方案能够有效提高网络的安全防御能力，增强无线网格网的安全。     

可靠性分析的并行不交和算法

不交和算法是计算网络可靠性的有效方法，到目前为止，基于这一方法已经开发出多种算法，提出了对这些不交和算法实行并行化的通用框架。基于这个框架，在工作站网络上实现了CAREL不交和算法的并行化版本。实验结果表明，这种方法效果很好，几乎得到线性加速。     

性能分析和网格计算

随着信息技术的迅速发展，计算机领域需要持续地在性能理论、方法和工具上取得进步。性能科学和技术的发展包括性能建模、评价、测量、分析、检测、解释、优化和预测。传统的计算机性能分析局限在特定的并行处理机上，但随着网格的流行，高性能计算必须从单个并行机向大规模网络计算发展。本书正是填补了网格计算方面性能分析的空白，提供了对于网格共享资源的理论分析方法。本书综合了近年来在Dagstuhl Workshop上关于网格性能分析和分布式计算方面的论文，给读者展示了网格性能分析的模型、工具和应用。     

可靠性分析的并行不交和算法

不交和算法是计算网络可靠性的有效方法，到目前为止，基于这一方法已经开发出多种算法，提出了对这些不交和算法实行并行化的通用框架，基于这个框架，在工作站网络上实现CAREL不交和算法的并行化版本，实验结果表明，这种方法效果很好，几乎得到线性加速。     

多重网格技术在SIMPLE内外迭代中的应用

将多重网格技术和求解压力耦合方程的半隐算法（SIMPLE）相结合,通过计算二维方腔驱动层流流动问题,考察了其分别应用在计算过程的内迭代和外迭代时的收敛特性,计算结果表明,多重网格技术的加速收敛效果与其使用方法有关,当多重网格技术用于外迭代时,迭代次数并不随网格的加密而增加,同时CPU时间显著减少,与多重风格用于内迭代及用单层网格的计算截然不同。     

多网格叠缩并行计算

提出一种非递归多网格算法，它适合于允许递归和不允许递归两种场合，在分布式存储计算机上的叠缩并行实现结果表明，其顺序／并行加速显著，并行化效率有大幅度提高。     

在多重网格上同时计算的叠缩法

讨论一种多重网格叠缩并行计算方法。此方法在多重网格上同时执行对所有未知量的运算，它的全部工作渐近估计为Ｏ（２ｌｏｇＮ），与标准Ｖ周期多重网格方法的计算复杂性等同。     

化学驱软件中化学平衡的并行计算

为了探索化学驱油藏数值模拟软件高效的整体并行化方案 ,对 DQCHEM2 .0软件中化学平衡计算部分进行并行化改造 ,设计了两种区域分解并行化的方式。一种方式是将整个区域按 CPU数进行分解 ,每个 CPU计算一个子域 ;另一种方式是按照额定的子域中网格单元的数量进行分解 ,每个 CPU将计算多个子域。比较而言 ,前者数据传输量少 ,而后者有利于负载平衡。在并行程序中 ,采用 MPI消息传递库实现数据的传输。测试结果显示了较好的局部并行效率。 8个 CPU的加速比达到 6.4。对测试数据的分析表明 ,两种区域分解方法适用于不同的情况     

基于矩阵的多重网格 理论与应用，第二版

多重网格方法经常用来解偏微分方程，而基于矩阵的多重网格方法则特别适用于一些复杂情形（如非矩形区域、非均匀网格、可变系数、非对称或不定系数矩阵等情形）。本书给出一种新的方式，从代数观点引进和分析多重网格方法。它初版后即获同行好评。第二版作了进一步修改，例如，从区域分解的观点讨论多重网格方法，应用半代数网格方法处理一些复杂论题（如偏微分方程组的求解），增加了图示、例子和各类习题，从而更有利于初学者理解和掌握基本结果；对于方法的应用的论述则更为全面，覆盖了物理学、工程技术和计算机科学等领域。     

WIDE:海量数据的聚类算法

给出了一种新的处理海量数据的聚类算法WIDE（window-density clustering algorithm）．它通过网格方法将数据之间的相互关联局部化，通过窗口技术来提高算法的效率，通过密度方法提高聚类的精度．以窗口为中介将网格方法和密度方法融合在一起是算法的主要思想．在此基础上对算法进行了扩展，在功能方面实现了混合型数据聚类、含障碍物数据聚类和增量数据聚类；在速度方面实现了分布式并行聚类．WIDE算法能够在局域网中的多台计算机上并行工作，效率高，计算复杂度为O（N），且能够发现任意形状的聚类，对噪声不敏感．