基于网络环境的分布式PGA的结构优化

并行计算是当今数值计算发展的新方向。该文在网络并行环境下探讨了并行遗传算法（PCA）进行结构优化设计及其算法的实现方法。利用4台PC机组成网络平台,进行了钢桁架结构优化设计的数值测试。计算结果表明,设计的并行算法在网络并行计算环境中具有较高的加速比和效率,同时验证了并行遗传算法用于结构优化是可行的和有效的。     

整体最小二乘参数估计的并行算法

基于递推最小二乘的逆ＱＲ分解方法,给出一种整体最小二乘参数估计的递推算法,并利用已获得的并行实现方法进行并行实现,最后给出了仿真结果．文中给出的并行计算方法使得在实际中应用整体最小二乘进行参数估计变得可行．     

MPI环境下FDTD高效率网络并行计算研究

FDTD(FiniteDifferenceTimeDomain)计算复杂电磁场问题存在计算时间长和内存耗用大的难题,并行计算可以减少单机处理量,是解决该难题的有效途径.本文针对网络并行系统特点结合FDTD算法,提出了有效的优化步骤,采用MPI并行函数库实现高效率FDTD并行计算.在一套16台微机组成的网络并行计算机系统上完成了三维FDTD并行计算举例.计算结果证明了该方案的正确性,并且得到了较高的并行效率.     

基于视窗操作系统网络并行计算环境的建立与应用

针对单台微型计算机进行数值模拟耗时长的问题,在微软公司开发的32位视窗操作系统下建立了网络并行计算环境.把2台微型计算机连成一个星形结构的以太网,以并行虚拟机作为网络并行计算平台、Vi sualC 作为开发工具,通过建立帐号及主目录、配置网络、设置系统环境变量和测试等步骤,完成了并行虚拟机的配置与调试.采用C语言自行研制了并行凝缩算法的源程序,并进一步以主从进程模式对金属平板轧制过程的弹塑性力学行为进行了数值模拟.研究结果表明,所建立的网络并行计算环境运行可靠,并行加速比可达1 785,并行效率达到了89%,与单台微型计算机相比,不仅提高了运行速度,且大大缩短了计算时间.     

基于单元级矩阵分解的EBE-PCG算法及其在网络机群并行环境上的实现

基于EBE策略，讨论求解大型线性方程组CG方法及PCG方法的并行计算．在不显式形成总刚度阵的情况下利用单元级矩阵的Cholesky分解构造总刚度阵的近似，形成预条件矩阵，提出了求解大型线性方程组的EBE—PCG并行算法，并讨论了算法在网络机群(COW)并行计算环境下的实现．结合实际算例，对EBE-PCG并行算法进行了并行效率分析．结果表明基于单元级Cholesky分解的EBE—PCG算法具有很好的并行效率，是一种适合网络机群并行环境的高效并行算法．     

基于GPGPU的并行LiDAR点云滤波算法

基于边缘点进行LiDAR点云滤波算法在复杂城区具有良好效果,然而在边缘点检测时非常耗时,因此提出基于GPGPU的并行边缘点检测算法来提高滤波的效率.该并行边缘点检测算法分为并行检索k最近邻点、并行拟合平面、并行计算投影点和并行计算夹角等4个步骤.在计算检索k最近邻算法中,提出了队首优先的插入排序算法,大量减少判断次数.实验结果表明,采用GPU并行计算有效提高滤波效率,当数据量达到128 M以上,加速比可以达到9左右.     

基于机群的并行分子动力学裂纹模拟

在探讨并行分子动力学算法的基础上,介绍机群并行分子动力学计算环境的构建.详细说明了在机群并行计算环境下,并行分子动力学计算的编程过程和实现方法.最后以并行分子动力学程序Lammps为例,介绍其在自强3000机群并行计算环境下的安装和使用,并以二维LJ裂纹扩展模拟的实例进行验证,得到一些初步的结果.     

WVP3——1个基于Win32的可视化并行程序开发平台

针对网络并行计算中使用的并行软件环境对非专业人员来说使用难度大且大多是基于UNIX环境开发的特点,构造了1个基于Win32系统的可视化并行程序开发平台(WVP3)．该平台提供了可视化界面,并对底层的并行软件进行了较好的封装,使得Windows用户及非计算机专业人员也可以进行并行程序设计．计算时,只需利用该平台提供的工具将并行问题以图形的形式描述出来,平台按照用户的任务描述自动生成任务间的通信语句,自动完成整个并行计算过程．此外,提供了平台的可视化任务描述手段及部分实现细节,描述了该平台使用的用户分析算法和处理机调度方法,并结合实例介绍了使用该平台进行并行程序设计的方法．     

基于Matlab机群的分布式并行图像匹配算法

分析了Matlab并行计算工具箱中各部件的关系,对分布式并行计算环境中的关键参数进行了设置,构建了并行计算机群。将基于Matlab机群的分布式并行处理引入到图像匹配中。以灰度相关匹配算法为例,结合并行处理对图像灰度匹配进行并行实现。实验结果表明:并行化处理能有效缩短匹配时间,对进一步研究并行图像处理有一定的指导意义。     

用DCOM实现机群环境下的并行线性方程组求解

许多工程与科学计算问题最后都可归结为求解线性方程组,因而研究大规模线性方程组的并行解法非常重要。本文采用COM／DCOM技术规范,在机群环境下实现了一个并行求解线性方程组的算法。实验结果表明,该算法能够实现程序的并行计算,充分利用各节点上CPU资源。提高程序的运行效率。同时也可以看出利用DCOM技术能够方便、有效的实现并行算法。     

一种ECC快速签名在电子政务中的应用

随着电子政务的推广,在互联网这样一个开放的环境下如何保证电子公文传输的安全性和保密性已成为一个急需解决的问题.基于椭圆曲线的种种优点,将ECC数字签名运用到电子政务的公文传输过程中能够有效地保证信息的机密性和完整性.结合椭圆曲线相关理论,设计一种快速点乘算法运用于ECC签名,并讨论了其在电子政务公文签名传输中的应用.     

一种并行硬件ECC模型及FPGA实现

针对大容量固态存储器中数据错“位”的问题,目前大多采用软件ECC模型进行检错和纠错,但这势必会极大地影响存储系统的读写性能。本文基于ECC校验原理,提出一种并行硬件ECC模型,并采用FPGA实现。仿真分析和实验结果表明：该模型不仅具有良好的纠错能力,而且显著地提高了存储系统的读写性能。     

一种用于RFID的基于广义二进制Hessian曲线的密码处理器的实现

针对射频识别(RFID)芯片面积和能量资源极其有限的特点, 设计实现了一种基于广义二进制Hessian曲线(GBHC)的椭圆曲线密码(ECC)处理器。在算法上采用Montgomery Ladder点乘算法和 w坐标法, 以优化加速运算时序, 在结构上精细设计循环移位寄存器组和门控时钟, 以降低面积和能量消耗。实验表明, 在保证安全精度不变的情况下, 所实现的密码处理器具有较快的运算速度、极小的芯片面积和超低的能量消耗, 并能抵抗简单功耗分析(SPA)等侧信道攻击(SCA)。     

网络并行计算在轨道结构动力分析中的应用

针对车辆-轨道结构动力分析问题，提出了一种基于网络并行计算环境的并行求解方法．考虑车辆和轨道结构特征，建立车辆-轨道结构动力分析模型，推求动力响应微分方程．针对推导的微分方程，改进串行求解算法，提出一种宏流水并行算法．针对算法的性质分析了该算法的适用范围，并从理论上分析了最佳节点机个数和最大加速比．考虑车辆通过轨道不平顺情况，实现了求解轨道结构动力响应的宏流水并行程序．分别在工作站和个人计算机组成的网络并行环境中，测试了提出的宏流水算法性能．实验结果表明，宏流水并行算法可以获得良好的加速比．     

TCP网络的拥塞预测控制策略研究

针对Internet网络系统的拥塞控制问题,提出了一种基于预测函数的拥塞控制策略。在离散化传输控制协议(TCP)动态拥塞窗口模型基础上,将IP网络转化为具有约束的预测控制,采用预测函数算法策略进行优化求解,使队列快速平稳地到达目标值。仿真结果表明该方法能够适应复杂的网络环境,控制品质优于RED算法和PID算法,具有较好的稳定性和鲁棒性,有效减少了网络不确定性带来的不利影响。     

嵌入式固态存储系统ECC算法的研究与实现

为提高差错检测和修正(ECC)校验编码的简洁性,从信息编码理论的角度,研究了一种基于Hamming编码方式的ECC方法. 通过在数据空间中构造多字节数据的信息矩阵,利用ECC编码方法,设计生成了ECC校验算法的系数矩阵,利用线性空间变换理论计算生成了纠错校验码,提出了一种简洁的、具有较强可计算性的基于ECC校验码的误码校验和定位算法,并给出在嵌入式固态存储器中进行纠错编码、校验和纠错的详细过程. 最后运用硬件编程语言VHDL 在Xilinx ISE的实验环境下成功实现了该检错纠错算法. 结果表明该算法可以检测出1 bit以及2 bit的读写错误,且可对1 bit错误进行修正.      

一种基于OTP的设计方案及实现

针对地点分散的网络办公系统,提出了一种基于OTP（的随机密钥处理方案）,解决了系统安全访问中的认证问题。方案采用双向认证和ECC数据加密方式,提高了系统的安全强度,较好地实现了用户和服务器的安全认证。考虑安全性和实现的简易性,给出了方案的算法实现,以较小代价解决了对远程办公网络系统中用户安全访问与用户认证问题。     

基于MapReduce的关联规则并行增量更新算法

针对在关联规则的实际挖掘中,由数据快速增加所造成的大数据问题和增量更新问题?在快速更新频繁模式树算法(fast updated frequent pattern tree,FUFP - tree)的基础上,引入MapReduce 编程模型,提出了一个面向大数据的并行的关联规则增量更新算法(parallel fast updated frequent pattern tree,PFUFP - tree)?该算法通过构建原始事务数据的分块索引,从而使得在每次增量更新时,能够最小化地扫描原始事务数据库,提高了挖掘效率;同时采用动态负载均衡的项目分组策略来优化并行计算过程中的项集分组问题,从而保证分布式集群中节点之间的负载均衡;实验结果证明,提出 的算法是有效的和高效的,适用于动态增长的大数据环境?     

基于PVM的工程系统二层优化设计

提出一个适合于工程系统的二层优化设计方法,该方法把原始问题分解为两层优化问题,顶层为协调系统优化,底层为若干个子系统优化.为了实现该方法的并行分布式计算,在局域网内建立了一个基于PVM的计算环境.一个3 126杆的空间桁架的优化设计实例验证了该算法的收敛性,并分析在并行分布环境下的加速比和并行效率.     

基于神经网络的并行布局算法

根据神经网络串行布局算法 ,进一步研究并提出了与布局问题相适应的神经网络并行计算模型及并行布局算法 ,以负载平衡及系统通信开销最小为目标 .理论分析结果表明 ,运用该算法能达到此目标 ,且具有布局质量高、收敛快、计算简单等特点 ,适于神经网络并行布局