基于串行消息传递机制的LDPC码译码算法研究

在介绍LDPC码概念和基于洪水消息传递机制和积译码算法的基础上,引入基于串行消息传递机制的LDPC译码算法.该串行译码算法可基于校验节点或变量节点一定的顺序进行消息处理和传递,保证更新的消息能够快速进入迭代过程,从而改善消息传递的收敛特性;同时充分利用消息间相互关联的特点,融合消息传递步骤,可以降低所需的存储容量.分析了两种串行译码算法的算法复杂度,证明基于校验节点的串行译码算法能在很大程度上简化译码复杂度,并对比洪水译码算法,在AWGN信道下进行了性能仿真,仿真结果表明两种串行译码算法都使译码性能得到明显提高.     

MPICH标准通信模式下消息传递机制的研究

MPICH是一种重要的MPI实现,其提供的通信函数对于并行程序的性能有很大影响.论文讨论了MPI消息传递机制,详细分析了标准通信模式下MPICH消息传递的分层结构、传输接口以及消息数据发送和接收过程中的数据拷贝和队列管理的实现方法,并给出了分析结果.     

自适应广义酉变换近似消息传递算法

信号/参数经过线性变换,再经过逐位非线性变换得到测量值的过程可以抽象为广义线性模型。广义近似消息传递算法是处理广义线性模型的一种Bayes方法,通过引入信号的稀疏先验分布,利用似然函数和先验分布得到后验均值和后验方差。然而,当测量矩阵的元素不服从次Gauss分布时,广义近似消息传递算法性能会急剧恶化。通过奇异值分解,广义酉变换近似消息传递算法消除了测量矩阵的相关性,在包括相关测量矩阵的各类测量矩阵中表现出更强的鲁棒性。然而,经过足够多次迭代后,广义酉变换近似消息传递算法的信号重构误差在平衡点附近振荡;且随着测量矩阵相关性的增加,广义酉变换近似消息传递算法性能开始恶化。为了进一步提高广义酉变换近似消息传递算法的稳健性、改善算法准确性,该文提出自适应广义酉变换近似消息传递算法。该算法通过构造目标函数并自适应选择合适的步长,使得广义酉变换近似消息传递算法能够收敛到平衡点,从而获得更好的性能。大量的数值仿真实验结果验证了自适应广义酉变换近似消息传递算法的有效性。     

基于DSVM和消息传递的并行哈希连接算法的性能分析

基于分布式共享虚拟存储器（ＤＳＶＭ） 的软件设计方法是运行在网络工作站（ＮＯＷ） 上的支持并行计算与分布处理的新途径,它与传统的消息传递的编程方法不同·描述了在面向对象的分布式数据库系统ＳｈｕｓｓｅＵｏ 上,用ＤＳＶＭ 和消息传递两种方式分别实现并行哈希连接操作的３种算法;设计了测试数据库和３ 种不同的负载;并分析了ＤＳＶＭ 和消息传递这两种设计方法的性能·大量的测试结果表明,基于ＤＳＶＭ 的算法的性能比传统的消息传递的算法稍差,但ＤＳＶＭ 具有易编程等优点,因此在并行处理上仍是一项很有研究和开发价值的技术·     

MPICH标准通信模式下消息传递机制的研究

MPICH是一种重要的MPI实现,其提供的通信函数对于并行程序的性能有很大影响。论文讨论了MPI消息传递机制,详细分析了标准通信模式下MPICH消息传递的分层结构、传输接口以及消息数据发送和接收过程中的数据拷贝和队列管理的实现方法,并给出了分析结果。     

分布式虚拟环境中的消息传递机制的研究

分布式虚拟环境中的消息传递机制解决的是参与虚拟环境的实体及用户间的消息传递的问题。随着分布虚拟环境的大规模化的趋势,需设计一种新型的消息传递机制,以支持实体间的实时交互。该文探讨了消息传递机制所涉及的几个关键问题,并对今后的工作方向提出了建议。     

消息传递型片上多核系统的设计

基于消息传递的编程模型设计了一款片上多核系统，该系统在4SymboltB@4的2D mesh片上网络中集成了16个小型RISC处理器，这些处理器各自使用一个可配置的私有SRAM用于指令和数据的存储，而处理器间的数据包通信则通过虫孔交换的路由器及网络接口实现.此外，在软件层面实现了基本的数据传输与进程同步接口，并采用SPMD并行模式设计了3个应用案例，以对该系统进行验证和性能分析.仿真及FPGA测试结果表明，对于整数矩阵乘法、浮点FFT计算以及基于灰度图像的模板匹配问题，该多核系统的并行加速比最高可分别达到7.6，10.5和15.9.     

基于消息传递的网络并行计算环境

在分布式计算机系统中,由于处理机间无共享内存,因此采用消息传递的方式实现处理机间的数据交换.文章介绍了消息传递接口标准和几种典型的并行计算环境,讨论了基于消息传递的网络并行编程环境的特点,并对其开发进行了初步探讨.     

基于阈值的网络行为动态消息传递方法

提出了一种基于阈值的动态消息传递方法,该方法能够根据更新方程给出每个个体接受趋势的概率随时间演化的情况.通过与蒙特卡洛仿真方法在实际网络中的比较,证明了动态消息传递方法不但和仿真方法的计算结果吻合得好,并且极大地降低了仿真实验的次数.最后讨论了动态消息传递方法在大规模随机网络中的应用,通过分析结果,动态消息传递方法能给出在任一随机网络中接受者和未接受者的出现频率随时间演化的规律.     

基于消息传递的网络并行计算环境

在分布式计算机系统中，由于处理机问无共享内存，因此采用消息传递的方式实现处理机间的数据交换。文章介绍了消息传递接口标准和几种典型的并行计算环境，讨论了基于消息传递的网络并行编程环境的特点，并对其开发进行了初步探讨。     

基于消息传递的网络并行计算环境

在分布式计算机系统中,由于处理机间无共享内存,因此采用消息传递的方式实现处理机间的数据交换。文章介绍了消息传递接口标准和几种典型的并行计算环境,讨论了基于消息传递的网络并行编程环境的特点,并对其开发进行了初步探讨。     

MBM中基于AMP的多用户检测

针对媒介调制（MBM）系统中低复杂度高精度的多用户检测需求,提出了一种基于近似消息传递（AMP）的多用户检测算法.由于MBM自身具有稀疏性,可利用压缩感知的稀疏信号重构方法进行多用户检测.在检测过程中,当观测矩阵满足独立同分布条件时,采用近似消息传递算法进行多用户检测可在保证高精度检测性能的同时进一步降低检测复杂度.同时,针对噪声方差未知的情况,所提出的算法中设计了利用期望最大方法进行估计噪声方差的步骤,从而更加契合实际场景.经仿真测试表明,所提出的基于AMP的多用户检测算法与传统多用户检测方法以及其他具有相似复杂度的多用户检测方法相比具有最佳的多用户检测性能.      

消息传递接口在偏微分方程中的并行计算

针对四冲程内燃机活塞在气缸套中的二阶运动轨迹的求解问题，提出基于消息传递接口（MPI）并行化求解非线性二阶偏微分方程，计算时用消息传递的并行编程模型对不存在数据相关的部分实施并行化。对各个模块的划分以及颗粒度的大小进行了论述。对求解问题中不同的求解精度要求和通信方式，分别在SUN工作站和上海超级计算中心神威机上进行计算，对各自的总计算时间和并行时间做了对比分析，并给出了加速比和适宜的进程数。研究表明，改进后的并行算法可以在较短的时间内得到高精度的结果，且具有很好的加速比。     

基于消息传递的MCC集群实现

并行处理是提高计算能力的一种方法,通过网络相互连接的工作站和PC构成一个庞大的资源,以多计算机互连为基础的集群成为一种新的高效的大规模并行计算工具.本文讨论了基于消息传递机制的并行处理系统MCC的设计和实现方案.MCC系统提供了消息队列管理、节点管理、任务管理等功能,为用户提供了一个良好的并行程序开发和设计的环境.     

消息传递模型的并行性能研究

消息传递模式因其通用性、可描述性、易于调试性和高性能的优点在并行程序设计中得到广泛应用.以MPICH 2构建并行计算环境下对消息传递模式的点对点性能、组通讯性能进行研究,将网络并行计算系统中的性能指标模型化,以期对分析整个系统的并行性能提供帮助.     

群机通信软件的实现技术

以直通式交换网络为基础,研究高速并行计算和实时仿真的通信软件。在直通网协议上直接构造消息通信原语,不用ＴＣＰ／ＩＰ协议;引入活跃消息（ａｃｔｉｖｅ ｍｅｓｓａｇｅ）,支持高层通讯机制,减少通讯量和通信开销;在硬件基础上提供广播机制;为减少中断开销和通信阻塞,引入可编程控制的ＰＯＬＬＩＮＧ机制。实现了ＨＰＭＰＳ（ｈｉｇｈ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｍｅｓｓａｇｅ ｐａｓｓｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）。所论述     

二维DMesh网络中基于转弯模型的无死锁路由算法研究

路由算法对整个互连网络的性能有着至关重要的影响。二维DMesh网络有效地结合了Mesh网络以及高阶路由器的优势,降低了网络的拓扑直径和平均跳步数,为消息传输提供了更多的可选择路径。针对DMesh网络,设计了一种基于转弯模型的适应性无死锁路由算法,该算法为消息传输提供了更多的灵活性。当网络中负载率较高时,能够指导消息避开拥塞区域和热点路由器,降低等待时间,最终指导消息以更快的速度到达目的节点。对新提出的路由算法进行了路径多样性方面的分析,并对算法的无死锁性进行了严格的证明。仿真实验结果表明,与DMesh网络中传统的DXY路由算法相比,这种新的适应性路由算法有效地降低了平均延迟,增加了消息传输的灵活性,最终提高了整个网络的通信性能。     

空间耦合LDPC码的深度迭代译码算法设计

空间耦合LDPC码因其在次最优迭代译码算法下能够达到最大后验概率译码性能而引起广泛关注。但其优异的阈值特性需要在码长很长时才能实现,当采用传统的迭代译码算法时,实现的复杂度将以指数增加,无法应用。为了有效降低传统迭代译码算法的复杂度,本文结合深度学习技术提出了一种空间耦合LDPC码的深度迭代译码算法。通过在消息传递过程中引入权重系数并采用深度神经网络对其进行训练获取权重系数,以此优化消息的可靠性度量值,从而提升译码收敛速度,降低译码复杂度。仿真结果表明,所提出的深度迭代译码算法可以以较少的迭代次数达到与传统迭代译码算法在较多迭代次数下的译码性能。     

基于消息传递接口的并行图像处理算法研究

对于大数据量图像和复杂图像处理算法,并行处理是一种有效的解决方法.基于消息传递接口,设计了一种并行图像边缘检测算法,并在曙光4000L并行机上予以实现.数值实验结果表明,并行图像处理能显著减少计算时间,更多的计算节点能得到更大的加速比,该并行图像处理算法对于大数据量图像更加有效.