The model of asynchronous parallel nonlinear multisplitting method on shared memory system

Nonlinear multisplitting method is known as parallel iterative methods for solving a large-scale system of nonlinear equationsF(x)=0. We extend the idea of nonlinear multisplitting and consider a new model in which the iteration is executed asynchronously: Each processor calculate the solution of an individual nonlinear system belong to its nonlinear multisplitting and can update the global approximation residing in the shared memory at any time. A local convergence analysis of this model is presented. Finally, we give a numerical example which shows a ‘strange’ property that speedupS _p>p and efficiencyE _p>1.     

多处理器并行处理的新发展

以叙述提高计算机性能的各种方法为起点,阐明了多处理器并行处理、超线程技术、多核心处理器的原理与应用。     

基于共享内存的区域交通控制系统设计与实现

区域交通控制系统可以完成道路交叉口的单点优化控制、主干绿波控制和区域交通网络优化等功能。系统需要实时检测每个交叉口的交通参数,根据交通参数计算新的交通控制策略,并下达策略到智能信号机,以优化道路交通管控,同时还支持人为的操控介入,系统规模较大,实现难度较高。为了降低系统的实现难度和提高系统的模块化程度,提出了一种基于共享内存和多进程协同机制的设计方案,并应用在了具体的实施项目中,实践证明,本文的设计方案可简化交通控制系统的实现,并提高系统稳定性和扩展性。     

基于共享内存的STL容器分配器设计及实现

设计并实现了一个基于共享内存的STL容器分配器,使用该分配器的STL容器对象将数据元素直接存储到共享内存中,可以方便地在多进程之间实现STL容器元素级别的数据共享.     

基于ARM多处理器的配电远方终端硬件设计

针对电力系统的实际需要,给出了一种基于嵌入式系统的多CPU管理、多通道多种类通信方式、大容量数据处理能力的智能化DTU硬件平台的设计方案。采用LPC3250与LPC2468协同工作的多处理器构架,实现了电力系统“四遥”功能、对外2路以太网通信接口、6路串行通信接口,详细介绍了各个功能模块的结构,以及遥控、交流采样、直流采样等关键部分的电路连接图。     

并行查找算法的MPI实现

本文对一种并行查找算法进行介绍,然后给出其MPI实现,并进行时间复杂度分析．     

准循环LDPC码低存储量译码器设计与实现

研究了准循环低密度奇偶校验(quasi-cyclic low density parity check,QC-LDPC)码及最小和译码算法,设计了合理的非均匀量化译码方案。充分利用准循环LDPC码校验矩阵的准循环结构特点,设计了一种低存储量准循环LDPC码的译码结构,详细描述各部分组成及功能。基于最小和译码算法及非均匀量化方案,给出了纠错性能的模拟测试结果。按照该译码结构在Xilinx公司的XC3S2000器件上实现了码长为9216、码率为1/2的准循环LDPC码译码器。FPGA(field programmable gate array)实现结果表明,与传统译码结构相比,该译码结构可节省约30%的存储空间,在性能与实现复杂度间取得了较好的平衡。     

准循环LDPC码低存储量译码器设计与实现

研究了准循环低密度奇偶校验 (quasicyclic low density parity check, QCLDPC) 码及最小和译码算法,设计了合理的非均匀量化译码方案。充分利用准循环LDPC码校验矩阵的准循环结构特点,设计了一种低存储量准循环LDPC码的译码结构,详细描述各部分组成及功能。基于最小和译码算法及非均匀量化方案,给出了纠错性能的模拟测试结果。按照该译码结构在Xilinx公司的XC3S2000器件上实现了码长为9 216、码率为1/2的准循环LDPC码译码器。FPGA（field programmable gate array）实现结果表明,与传统译码结构相比,该译码结构可节省约30%的存储空间,在性能与实现复杂度间取得了较好的平衡。     

基于多Agent协同构建分布式并行遗传算法

针对并行遗传算法中计算资源的分配问题 ,提出了分布式并行遗传算法结构。它由若干计算节点组成 ,每个节点包含若干运行子遗传算法的计算单元。节点的计算能力依照一定的并行模式映射到单元 ;各子算法则根据一定的拓扑结构进行个体交换。从多 Agent系统的观点看 ,计算单元是独立的 Agent,其并行运行涉及计算资源的分配 ,体现了算法对它们的协调 ;个体的迁移体现了它们之间的协作。并且分析了由两个单元构成的算法在不同并行模式和不同个体迁移因子下的性能。     

Some massively parallel algorithms from nature

We introduced the work on parallel problem solvers from physics and biology being developed by the research team at the State Key Laboratory of Software Engineering, Wuhan University. Results on parallel solvers include the following areas: Evolutionary algorithms based on imitating the evolution processes of nature for parallel problem solving, especially for parallel optimization and model-building; Asynchronous parallel algorithms based on domain decomposition which are inspired by physical analogies such as elastic relaxation process and annealing process, for scientific computations, especially for solving nonlinear mathematical physics problems. All these algorithms have the following common characteristics: inherent parallelism, self-adaptation and self-organization, because the basic ideas of these solvers are from imitating the natural evolutionary processes. Foundation item: Supported by the National Natural Science Foundation of China (No. 60133010, No. 70071042, No. 60073043) and National Laboratory for Parallel and Distributed Processing Biography: Li Yan (1974-), female, Ph. D candidate, research direction: evolutionary computation.     

虚拟共享型MIMD的几个问题

并行处理是提高计算机性能的有效手段，也是新一代计算机的结构特征。本文论述虚拟共享型处理机的特点、实现机制、可伸缩性和负载平衡。     

Asynchronous parallel evolutionary algorithms for constrained optimizations

Recently Guo Tao proposed a stochastic search algorithm in his PhD thesis for solving function optimization problems. He combined the subspace search method (a general multi-parent recombination strategy) with the population hill-climbing method. The former keeps a global search for overall situation, and the latter keeps the convergence of the algorithm. Guo's algorithm has many advantages, such as the simplicity of its structure, the higher accuracy of its results, the wide range of its applications, and the robustness of its use. In this paper a preliminary theoretical analysis of the algorithm is given and some numerical experiments has been done by using Guo's algorithm for demonstrating the theoretical results. Three asynchronous parallel evolutionary algorithms with different granularities for MIMD machines are designed by parallelizing Guo's Algorithm. National Laboratory for Parallel and Distributed Processing Foundation item: Supported by the Natonal Natural Science Foundation of China (No. 70071042, 50073043), the National 863 Hi-Tech Project of China (No. 863-306-ZT06-06-3) and the National Laboratory for Parallel and Distributed Processing. Biography: Kang Li-shan (1934-), male, Professor, research interests: parallel computing and evolutionary computation.     

基于同步共享内存的海—气模式耦合的实现

为解决海—气模式耦合过程中不同模式分量间数据的高效传递问题,选取Linux系统下通信效率最高的共享内存通信机制,为交换数据开辟共享内存区,并通过信号量协调数据交换时的同步,编写了基于同步共享内存的耦合模块。将该模块应用于中尺度大气模式MM5和第3代海浪模式WAVEWATCHIII的耦合中,对多个热带气旋的数值模拟试验表明:采用同步共享内存耦合模块建立的大气—海浪耦合模式运行稳定、高效,计算机时较传统耦合方法减少6%以上;耦合模块独立于数值模式,可直接移植到其他模式分量的耦合中,且适用于SMS和VSMS并行系统的计算。     

电力系统潮流并行算法的研究进展

随着高性价比可扩展集群并行系统的逐步成熟和应用 ,大规模电力系统潮流并行计算和分布式仿真成为可能。该文首先简要介绍了电力系统的潮流计算模型及基本算法 ,分析了算法中存在的困难。然后分析了 4类较重要的电力系统潮流并行算法 :分块法、多重因子化法、稀疏矢量法和逆矩阵法 ,同时讨论了这 4种潮流并行算法的基本原理和实用效果 ,比较了各种并行算法的优点和局限性 ,并指出基于集群系统的粗粒度区域分解潮流并行算法最具发展潜力。     

二维共享内存多点传送ATM的交换结构

为达到多点传送业务需要，提出一种高性能的多点传送ATM的交换系统。利用它能够更容易地建立和释放多点呼叫，并能很容易地解决多点传送信元的过流情况。该系统只保留一个地址即可通过一种覆盖方案来减少多点传送信元复制进程的时延。复制因数和扩展度可以调整与多点传送平均容量一致，即使多点传送的平均容量很大，开销也会很小。     

Asynchronous nested optimization algorithms and their parallel implementation

Large scale optimization problems can only be solved in an efficient way, if their special structure is taken as the basis of algorithm design. In this paper we consider a very broad class of large — scale problems with special structure, namely tree structured problems. We show how the exploitation of the structure leads to efficient decomposition algorithms and how it may be implemented in a parallel environment.     

自适应迁移并行遗传算法在无线通信网优化中的应用

为利用最少的基站数实现规定的服务质量 ,提出了在一个区域的若干个备选位置中选择最优组合的粗粒度并行遗传算法 ,在不提高成本的同时 ,优化网络的覆盖率。不但提出了一种高效的局部搜索算子 ,而且为防止未成熟收敛 ,使用了只在子群体无法继续进化时才接收迁入个体的自适应迁移策略。仿真证明 ,对比固定周期迁移 ,采用的自适应迁移策略能够提高优化的速度和质量。     

有效实现内存管理的方法

分析开发过程中常遇的内存泄露和内存越界等问题,提出一种有效的内存管理方案。方案主要包括优化原有的内存管理函数和引入保存内存信息的信息链表两方面。文中还给出基于该方案的具体C语言实现和应用例程。     

并行数据库系统PAROⅡ连接算法

提出了并行数据库系统的哈希轮转（Hash-Round-Robin）数据划分方法以及其于该划分方法的并行记录分布B^n树，给出了基于该树的并行连接算法，分析了该算法的效率，这种连接算法充分利用了数据的已有分布及B^n树的特性，还利用了哈希轮转划分的特性，提高了并行连接的效率，该算法已经在自主研制的并行数据库管理系统PAROⅡ中得到实现。