一种新型多DSP并行计算结构及其应用

传统的雷达信号处理系统的设计方法是针对特定应用的,因此系统的通用性差,而具有超级计算机体系结构的通用高速实时雷达信号处理系统有望解决这一问题。该系统的关键部件为担负具体计算任务的处理结点。首先提出了一种新型的、由5片ADSP-2106x构成的多DSP并行计算结构。它具有运算能力强、I/O带宽大、通信手段多样、能灵活地改变拓扑结构、可扩展、通用性强等特点。并且以此并行计算结构为核心设计实现了通用高速实时雷达信号处理系统的处理结点。     

空间科学卫星数据处理框架研究与系统实现

基于我国空间科学战略发展需求，针对我国空间科学先导专项当前在役与未来即将开展的众多卫星任务，对卫星地面段的数据处理框架及关键技术进行研究，提出了一种通用的具有任务级与资源级双层调度引擎的空间科学卫星数据处理技术框架（space science satellite data processing framework, SDPF），设计实现了自动、高效、实时、标准化的空间科学卫星数据处理系统，使得多卫星任务、多载荷数据源的大规模数据的高度复杂的处理过程得以快速并行完成，在数据处理能力、计算资源规划、应对故障的可靠性、灵活性和可拓展性等方面体现出非常好的应用效果，也可为其他领域相关系统的设计提供参考思路。     

分布式星载SAR回波仿真的并行化计算研究

对分布式星载SAR系统地面回波仿真程序并行化算法进行了研究。重点介绍了分布式小卫星SAR系统多星协同工作的仿真策略、各并行节点任务的分配策略和并行节点问大量数据传输的策略。实验证明此并行化算法具有较高的加速性能，具有实际的应用前景。     

电力系统暂态稳定仿真并行算法的研究进展

随着高性价比的可扩展集群并行系统的逐步成熟和应用，大规模电力系统暂态稳定并行计算和分布式实时仿真成为可能，本文首先介绍了电力系统暂态稳定的计算模型及基本算法，分析了算法中存在的困难。然后从算法的基本原理和实用效果入手，综述了空间并行，波形松弛和时空并行电力系统暂态稳定算法的研究进展，。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暂态稳定并行算法最具发展潜力。     

科学计算可视化并行处理建模及其数据并行技术研究

科学计算规模的不断增长使得对科学数据的可视化也必须采用并行处理技术。针对可视化应用的特点,一方面,分类建立了可视化并行处理模型,给出了形式化描述,并对其并行性进行了定量的分析;另一方面,提出了一种可扩展的可视化数据并行体系结构,并深入探讨了实现该结构的数据划分技术和并行绘制方法;最后基于上述理论实现了一个数据并行可视化处理软件原型系统YH-PView,并通过实验验证了理论分析的正确性。     

三维建模中平面分割并行算法的设计与实现

基于高性能集群的并行计算在许多领域得到了广泛地应用和发展。针对三维建模的特点,设计和实现了平面分割的并行算法,重点阐述了并行算法中各进程的数据分配和通信方式等关键问题。并通过实验,给出了该并行算法的加速比和效率,验证了并行计算在三维建模中的优势。     

组网雷达探测能力的并行计算与可视化方法研究

深入研究了并行计算与并行绘制相结合的并行框架构建问题。针对组网雷达探测能力的计算与可视化特点,在(PC)集群的基础上,构建了一个并行计算与可视化运行框架。该框架在并行计算中,采用八叉树分割的方法对组网雷达计算区域进行任务分配；在并行绘制中,采用sort-last的并行绘制机制。仿真试验结果表明,该运行框架能够有效地满足大规模组网雷达探测能力计算与可视化的应用需要。     

面向连续系统并行仿真的任务调度算法

任务调度是并行分布计算中最具有挑战性的问题之一。如何合理、有效地地进行任务调度,将直接影响到系统的并行效率。本文通过对连续系统仿真程序特点的分析,折衷考虑了负载平衡与通讯延时两方面因素对并计算的不同影响,提出了一种以系统总的开锁最小为目标的启发式调度算法。该算法在我们研制的长缨三号（ＣＨＹ－Ⅲ）并行机上经验证,具有良好的并行效率。     

网格环境下复杂过程系统优化计算服务及任务调度策略

针对目前优化计算服务缺乏对一般用户的优化计算支持和灵活的资源共享方式,提出利用网格环境、支持网络计算资源以并行的、协同的方式提供面向服务的优化功能的计算服务系统,并设计了对系统性能具有重要影响的动态任务调度算法,从而使系统能够适应复杂过程系统优化计算以及网格环境的典型特征.相应地,系统采用多任务队列的任务管理方式和计算节点组的资源管理方式,为该调度策略提供实现基础.测试结果体现了基于该调度算法的优化计算服务系统的良好性能,并为设计在该系统下高效运行的并行算法提供了参考依据.     

多核并行计算技术在景象匹配仿真中的应用

随着计算机技术向多处理器以及多核的架构发展,以OpenMP和线程构建模块（thread building blocking, TBB）为代表的多核处理器并行计算平台的应用得到重视。对多核并行计算技术在建模仿真领域的应用进行了初步探讨,以景象匹配仿真计算为例,基于OpenMP和TBB并行计算平台构建了一个景象匹配评估平台,对不同的景象匹配算法效率进行评估。对多核并行计算技术及其在景象匹配仿真算法中的应用进行了详细介绍,并通过仿真实验验证多核并行计算技术能够大大提高景象匹配评估平台的运行效率,从而有效地支持对导弹真实景象匹配制导系统相关算法进行验证和研究。     

CHY-Ⅲ仿真计算机系统体系结构

从大型战略武器系统的数字仿真、半实物仿真和闭环动态测试的需要出发，把先进的ＭＰＰ技术和先进的仿真技术相结合，提出了一种分布存储、基于消息传递的并行仿真计算机系统结构。它采用虫蚀寻径通讯技术和高速开关网络，构造了一个ＭＩＭＤ的大规模分布式并行仿真系统。实践证明，这种结构具有良好的可扩展性、灵活性和较高的并行效率     

基于模糊内模的自适应控制算法的并行处理

针对非线性系统,在PRAM计算模型上,探讨基于模糊内模自适应控制算法的并行处理。利用TSK建模方法,m个处理机并行地在线辨识出模糊内部模型,并采用内模控制理论并行求出H2最优控制器。仿真实验表明,并行处理方法达到亚线性加速,可以较好地满足实时在线辨识内部模型的应用需求。     

SAMCEF在柔性并联机器人建模与仿真分析中的应用研究

分析了SAMCEF软件的特点,建立了柔性并联机器人的虚拟仿真模型,并进行了仿真分析.介绍了SAMCEF软件的相关模块在柔性并联机器人虚拟仿真中的应用.利用API接口技术开发了自动计算机器人固有频率、系统任一点内力的程序,扩展了SAMCEF软件的功能和用途.以平面3-RRR柔性并联机器人为例,介绍了建模要点和仿真流程.仿真结果表明该模型能正确地反映柔性并联机器人的运动学、动力学特性,杆件的弹性变形对柔性并联机器人的运动学、动力学性能具有重要影响.     

FDTD并行计算中的区域划分及负载平衡

与并行处理机相比,基于局域网的并行FDTD算法是解决复杂电磁问题相对简单的、有效的方法。本文讨论了利用网络进行FDTD并行计算时需要解决的两个关键问题:区域划分及负载平衡策略,并利用局域网内的2台和4台PC实现了对平面光波导实例的并行计算,给出了实验结果。结果表明,利用该方法可以获得较好的加速比,并能大大提高计算的效率。     

基于ITM的复杂电磁环境并行计算方法

针对复杂电磁环境仿真中算法复杂、计算量大的特点,构建了一种基于不规则地形模型(irregular terrain model, ITM)电波传播模型的复杂电磁环境并行计算方法。该方法采用三维标量场的数据组织方式描述复杂电磁环境。在并行计算关键的任务分配阶段依据ITM模型的计算特点和三维标量场的数据组织方式,采用了以标量场列为基本单位的静态任务分配方法,有效地避免了地形提取的冗余计算,保证了节点间的负载平衡。经实验验证,该算法并行效率较高,能够有效地满足不规则地形条件下的复杂电磁环境快速计算的需要。     

汽车碰撞有限元仿真的并行计算及其性能研究

并行计算是提高汽车碰撞有限元仿真的计算速度和求解能力的有效途径。文章简要介绍了汽车碰撞有限元仿真并行计算的区域分解方法,给出了处理接触时的并行计算流程,分析了并行求解过程以及主要时间开销。在此基础上,研究了两种硬件体系结构和不同处理器数目对计算效率的影响。最后研究了不同的区域分解策略对整车碰撞计算效率的影响。研究结果对最终用户选择合适的硬件平台和计算软件具有指导意义。     

基于任务分解的作战仿真研究

大规模作战的仿真对仿真系统的计算能力和容错能力都提出了很高的要求,所以对大规模战争系统的仿真正在向分布式和并行计算方向发展。该文对大规模复杂战争仿真系统的研究涉及到的仿真任务分解、仿真计算资源的监测与管理、仿真任务负载的动态平衡和仿真任务的迁移等问题进行了阐述。提出了任务分解的三种策略,在任务分解的基础上,给出了实现大规模作战分布式仿真系统的初步结论和建议。     

基于代数的模糊Petri网逆向推理算法

分析了多种模糊Petri网的推理算法优缺点。在此基础上,给出了一个基于代数的模糊Petri网逆向推理算法。此算法充分利用了Petri网的数学理论基础和描述并发系统的能力,其数据结构简单,便于计算机编程处理。此外,其逆向推理思想可以将系统转化为一个只与问题有关的简单的系统,减小空间复杂度。最后举例说明了它的应用。     

机载雷达通用并行信号处理系统设计

针对机载雷达的高速大容量实时信号处理任务,为了提高系统的通用性,提出一种基于DSP芯片的机载雷达通用并行信号处理系统(AUPSPS)设计方案。该系统以DSP芯片为核心处理节点,采用各节点独立存储及数据流水方式实现多DSP的完全并行处理。系统具有通用性和可扩展性好,数据吞吐量大,并行处理效率高,系统结构简单清晰,硬件资源节省,设计开发简便等优点,不但可以灵活适应于机载雷达的各种数据处理算法,而且可应用于其它平台的雷达信号处理机中,实现雷达信号的高速实时并行处理。     

基于多核集群的RTI并行优化技术

随着基于高层体系结构HLA(High Level Architecture)仿真应用的不断深入,系统仿真规模不断扩大,仿真模型越来越复杂,仿真节点之间的交互更加频繁,使得仿真系统对通信资源与计算资源的需求不断提高。多核集群能够提供数据并行处理和高效通信的性能潜力,因此通过在多核集群上进行仿真加速正成为提高HLA仿真运行效率的重要途径。然而传统的仿真运行支撑平台RTI(Run Time Infrastructure)主要面向分布式网络环境,一般不支持并行通信和消息并行处理,从而难以发挥多核集群的高效通信和并行计算的性能优势。因此,为了提高多核集群下大规模HLA仿真的运行效率,提出了基于多通道的并行通信结构和基于消息分类的多线程处理技术,并已经应用于正在开发的并行shmRTI中,与国际同类商业软件pRTI1516进行的对比测试结果表明,性能可提升30%以上。