一种基于多核平台优化的网格模型简化的方法

在三维表面建模过程中,通常会生成大量三角面片,使得实时渲染难度加大,因而需要对表面网格进行简化。基于二次误差测度的网格简化算法,利用多核平台的优势,提出一种并行策略来提高网格简化的效率。结果表明,多核平台优化后的并行算法比优化前串行的网格简化算法在效率上有明显提升,并且简化模型有较高的近似精度。     

基于Cesium时空三维可视化的数据调度与缓存机制

针对传统三维可视化技术存在数据调度速度慢、场景绘制效率低等问题,本文提出了一种绘制线程与调度线程并行的双线程数据调度策略。该策略将数据调入等待队列,根据视点距离进行顶点层次划分,再利用双线程渲染管线进行场景绘制。为了提升了三维场景处理速度,建立了二级缓存渲染机制与瓦片数据更新策略,并基于Cesium图形引擎,设计并开发了武夷山国家公园时空三维可视化系统,优化了三维场景绘制与数据调度性能,实现了国家公园多源数据集成,提高了虚拟场景中跨平台、跨终端三维展示与交互能力,为国家公园数字化建设提供了行业参考。     

多核并行测试系统研究

针对传统测试程序在并行测试中效率提升不明显的问题,结合测试流程提出了基于任务、数据、数据流的3种分解方法,以解决测试中的可并行性分解问题.将大幅增加了并行能力的多核(MCP)技术引入并行测试平台,使得任务并行度的实时性进一步得以提升,进而提出了基于工作量的并行测试任务调度策略,优化了MCP平台的测试流程与任务调度,解决了单核测试程序对MCP技术利用率不高的问题.实验结果表明,基于MCP的测试平台较之单核平台的测试效率可提升30%～50%.     

基于多核并行计算技术的混合交通微观仿真

为提高混合交通微观仿真的运行速度,将多核并行计算技术应用于混合交通微观仿真中.提出混合交通微观仿真的并行化方法,包括基于对串行混合交通微观仿真中各个模块CPU运算时间的百分比分析,确定基于数据并行的任务分解方法,及结合多内核CPU架构特点确定Fork/Join的并行模式.提出基于多核技术的混合交通微观仿真的关键并行算法,包括初始路网分割算法、车辆穿越边界算法及动态负载平衡算法.通过仿真实验验证多核并行计算技术能够提高混合交通微观仿真的运行效率.     

面向协同装配仿真的虚拟现实网格环境

针对复杂产品装配设计过程中,零部件模型众多,数据量巨大,一般虚拟装配仿真软件无法进行实时处理的问题,提出了一种新型虚拟现实网格环境.该系统通过网格资源管理及共享技术聚合企业大量空闲计算资源,采用基于Sort last算法和远程视频可视化的并行渲染框架支持实时交互式装配仿真.在汽车装配工位协同仿真中,该系统的主要设计功能和目标得到确认.仿真结果表明,在现有软硬件环境下,该系统能够较好解决大规模复杂场景的实时处理问题,同时可显著提高资源利用效率.     

基于虚拟现实试验场景的驾驶模拟系统研发

为解决驾驶模拟系统视景显示中的显示画面粗糙及驾驶员视角固定等问题,采用3 Ds Max建立了垫江某汽车综合试验场三维高精度模型,并基于Unity 3D和HTC Vive搭建了虚拟现实显示系统,进行汽车试验场完整环境的渲染和VR显示.最后通过Labview RT和Carsim搭建了汽车动力学仿真平台,至此完成了基于VR的驾驶模拟系统构建的全部过程.仿真结果表明:基于虚拟现实试验场景所开发的驾驶模拟系统显示画面良好,且驾驶员具有较高的视场角及自由灵活的观察视角,有效提升了驾驶员沉浸感.     

基于多核的并行混合交通微观仿真系统

为了提高混合交通微观仿真的运行速度,基于多核并行计算技术构建了一个混合交通微观仿真平台.文中首先从平台功能结构、并行混合交通微观仿真流程设计与实现两个方面对平台进行介绍;其次,设计并实现了该仿真平台的关键并行算法,包括初始路网分割算法、车辆穿越边界算法及动态负载平衡算法;最后,通过仿真实验验证了多核并行计算技术能够大大提高混合交通微观仿真的运行效率.     

混合动力客车并行式再生制动策略优化及仿真

针对国内某大型客车公司的ISG(起动/发电一体机)单轴并联双离合器混合动力客车的并行式再生制动系统,以充电系统(电机和电池)的充电效率为最优化目标设计一套再生制动控制策略,调整原车的摩擦制动配比并利用自适应模糊PID算法优化再生制动力参与后的前后轮制动力配比,使之接近理想曲线Ⅰ以获取最大的地面附着利用率.通过Simulink和Cruise的联合仿真模型对策略进行模型仿真,并使用DSPACE公司的Autobox系统与客车搭建成RCP快速原型在环仿真平台.研究结果表明:优化的再生制动策略在该混合动力客车上的使用优化了客车的制动效果,并取得了30％左右的制动能回收率.     

虚拟现实技术在游戏设计中的应用及研究

为了提高网络动漫游戏设计的逼真性,提出基于虚拟现实技术网络动漫游戏设计方法。在计算机视觉下进行游戏设计过程中的三维视点跟踪识别,提取三维动漫游戏视景仿真图像的角点信息,结合点跟踪渲染方法,建立三维动漫游戏视景图像的多维视点跟踪重构模型,通过局部信息融合和特征检测方法,进行动态补偿和图像转换控制,运用三维动画重建的方法,实现三维动漫游戏视景仿真和虚拟现实重建。仿真结果表明,该方法进行三维动漫游戏视景重构和游戏设计的渲染能力较强,具有较高的输出信噪比,提高了三维动漫游戏设计的逼真性和人机交互性,具有较高的实际应用价值。     

半Markov控制过程基于性能势仿真的并行优化算法

根据等价Markov过程方法,研究了一类半Markov控制过程在紧致行动集上关于无限水平平均代价准则的性能优化算法.由于实际系统的状态空间往往非常大,因此通常的串行仿真算法可能会耗时过长,或由于硬件限制而无法实现.针对这些问题,提出了一种基于性能势的并行仿真优化算法,以期寻找系统的最优平稳策略,并用该算法对性能势的仿真和策略寻优分别进行了并行化,获得了较好的运行效率.仿真实例表明了该算法的有效性.这一算法可应用于大规模实际半Markov系统的性能优化.     

基于BACKFILL的"削足适履"并行作业调度算法

BACKFILL方法在并行作业调度时并不能有效地的利用CPU资源.在BACK-FILL的基础上,提出一种“削足适履”算法.利用CPU的空闲空间作为判断依据,扩展了可参与填充操作作业的数量,“削足适履”算法通过合理修改队列中作业的参数-CPU数量和运行时间,将BACKFILL算法无法处理的作业填充到空闲的CPU空间中,弥补了BACK-FILL算法的不足,提高了并行系统作业调度CPU利用率.     

一种改进的集群系统的任务调度算法

任务调度算法是提高集群系统负载均衡能力的有效手段。为了提高系统利用效率,除了每个任务分配优先级外,还提出基于动态分配任务抢占阈值的LSF（Least Slack First最小空闲时间优先算法）改进算法,并将该设计方法应用到渲染集群系统中,从而有效地减少了因任务抢占引起的系统开销和提高了渲染集群系统资源利用率。     

一种针对飞行模拟的动态地形绘制误差判断方法

针对飞行模拟的特点, 提出一种基于受限四叉树的大规模地形绘制误差判断方法. 该方法利用误差饱和概念, 采用符合并行计算要求的误差判断准则进行层次细节的选取, 使误差判断与三角化过程完全由图形处理器(GPU)执行, 提高了图形硬件的绘制效率, 节省了中央处理器(CPU)运行时间, 可用于高速飞行模拟中的大规模地形实时绘制.     

Parallel scheduling strategy of web-based spatial computing tasks in multi-core environment

In order to improve the concurrent access performance of the web-based spatial computing system in cluster,a parallel scheduling strategy based on the multi-core environment is proposed,which includes two levels of parallel processing mechanisms.One is that it can evenly allocate tasks to each server node in the cluster and the other is that it can implement the load balancing inside a server node.Based on the strategy,a new web-based spatial computing model is designed in this paper,in which,a task response ratio calculation method,a request queue buffer mechanism and a thread scheduling strategy are focused on.Experimental results show that the new model can fully use the multi-core computing advantage of each server node in the concurrent access environment and improve the average hits per second,average I/O Hits,CPU utilization and throughput.Using speed-up ratio to analyze the traditional model and the new one,the result shows that the new model has the best performance.The performance of the multi-core server nodes in the cluster is optimized; the resource utilization and the parallel processing capabilities are enhanced.The more CPU cores you have,the higher parallel processing capabilities will be obtained.     

内存优化漫谈

内存与CPU配合的好坏，直接影响电脑性能的发挥。利用操作系统对内存进行各种优化设置，可以使有限的内存得到最大程度的使用，从而提高CPU的利用率，提高电脑性能。     

一种C-RAN架构下载波迁移的调度策略

在云无线电接入网络(cloud-radio access network,RAN)架构的基础上,为提高载波迁移后虚拟多模基站的资源利用率和负载均衡度,把CPU资源适度分离成基带CPU资源和协议CPU资源,并提出一种基于负载特征的载波迁移调度策略.针对物理层主机的触发类型和虚拟多模基站的负载特征,采用双阈值上下触发方式触发迁移,根据9种负载状态并采用最小资源代价策略,完成对需要迁移的虚拟多模基站以及目标主机的选择.实验结果表明,基带资源利用率方差均值降低0.04左右,协议资源利用率方差均值降低0.03左右,实现了虚拟基站迁移的自主管理,并且达到了节约资源的目的.迁移前后,虚拟基站的状态没发生太大的改变,具有良好的一致性.     

THCAS:内容存储系统及其性能优化

为实现开源的基于内容存储系统及性能优化,以应对固定内容数据存储的急速增长而带来的对这种存储系统结构的广泛需求,该文设计并实现了清华大学的基于内容存储(THCAS)系统,并对系统性能进行了分析和评价,在此基础上,提出了多线程Hash和存储流水线2种基于内容存储的优化方法。在正常操作系统I/O Buffer和去掉异步I/O 2种情况下,将优化后的系统与原系统的写数据吞吐率和CPU使用率进行测试比较,优化后系统在2种情况下均提升了原系统的写数据性能,多线程Hash提高了150%,而存储流水线提高了25%。     

景物空间的镜面反射(折射)现象绘制方法

为了提高视点相关的镜面反射(折射)现象的绘制速度和绘制质量,提出了计算任意曲面反射(折射)光学映射虚物体的方法。该方法根据实际物体在反射/折射体中所成的像创建虚物体,利用图形加速硬件像处理实际三维物体一样绘制这些虚物体,将得到的关于虚物体的图像与实际反射/折射体的图像相混合,就可以得到有反射/折射效果的最终图像。实验结果表明:该方法可以克服光线跟踪方法当空间点采样不足时所带来的走样问题。该方法利用图形硬件加速,提高了绘制的速度。     

针对不确定执行时间任务的实时调度方案

为了解决在实时调度系统中,任务执行时间不确定性所带来的问题,提出了基于时间预测的调度方案。该方案设计了VSM(vectorspacemodel)模型、Markov模型和MVSM(Markovvectorspacemodel)模型。对这3种模型的比较表明:基于MVSM模型的调度方案可以很好地保证实时系统的效率和稳定性,即使在处理器超载的情况下,也能自动调节,超过99%的作业可以在时间期限之前完成。采用时间预测的方法,可以较好地解决任务执行时间不确定性所带来的影响,为不确定环境下的实时调度系统提供一种很好的参考解决方案。     

单总线传感器接口Verilog的设计与实现

嵌入式设备中高速处理器对低速串行总线接口设备通常是使用软件延时来满足低速串行总线接口的时序要求,大大降低了CPU资源的有效利用率。本设计使用CPLD器件作为CPU的协处理器,负责完成单总线设备的数据读取,并转换为并行数据供CPU读取。从而减少CPU读取低速串行总线设备的等待时间。实验中该接口工作稳定可靠,满足设计要求,实验表明该设计方法是行之有效的。