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．     

并行处理可视化监测环境

针对并行程序的工程化开发中缺乏有效的并行程序执行过程的可视化、性能监测与分析工具 ,该文设计和实现了一个面向并行程序的集成开发环境的可视化与监测分析工具。该环境集成并行过程的可视化、并行性能监测和评价于一体 ,根据它提供的直观可视信息 ,程序员能形象化地看到并行程序的运行状况 ,了解并行程序的执行性能 ,并通过性能监测分析比较并行算法 ,找出并行算法的性能瓶颈。该工具已应用于胜利油田的油藏数值并行模拟中 ,有效地支持了油藏数值模拟并行程序设计的开发 ,并获得了较好的效果     

基于散乱点数据的三维重建并行实现

为解决三维重建过程中重建数据计算量大、重建时间长等问题,提出了基于散乱点的三维重建并行策略.利用任务池的方法,实现了任务分配过程中的动态负载平衡.基于可视化工具包VTK对待重建的图像进行体绘制和可视化.通过仿真实验对并行算法的性能进行了量化分析,实验结果表明所提并行策略能够提高重建速度,缓解重建精度与重建速度之间的矛盾.     

微分多项式分担公共值的惟一性

给出了几个关于函数F=fⁿ(f-1)²f^′和G=gⁿ(g-1)²g^′分担一个或两个公共值的惟一性定理.     

配电网的回路阻抗法潮流计算与仿真可视化

提出了一种用于配电网快速潮流计算和仿真信息可视化的新方法:结合十字链表与关联矩阵,给出了阻抗矩阵自动生成算法,并可以任意顺序求解各支路电流和各内节点电压;提出了基于right-looking LU分解法的并行高斯消去算法,利用GPU(图形处理器)加速求解复系数回路阻抗方程组;采用GIS(地理信息系统)和虚拟现实技术,对潮流计算结果进行仿真可视化.仿真算例表明,该方法对节点编号无特殊要求,适用于有环、无环的配电网潮流计算,具有计算速度快、精度高、仿真结果显示直观形象的优点.     

三圈RIPEMD-128的碰撞攻击

给出了对RIPEMD-128后三圈的碰撞攻击路线，理论上使其碰撞概率为2^-55,低于生日攻击的2^-64,的概率.     

对超新星遗迹IC 443的CO观测研究

展示了对超新星遗迹IC 443及其相互作用的分子云区域进行的¹²CO, ¹³CO和C¹⁸O三条谱线同时成图观测. 这是在这个区域进行的第一次大尺度, 高分辨率的¹³CO成图观测. ¹²CO和 ¹³CO的分布与光学, 红外, X射线以及中性氢(HI)等图像进行了多波段比较. 通过研究不同区域内¹²CO, ¹³CO和HI原子气体的运动学特征, 给出了受到激波扰动的气体团块的运动学信息. 在B区, 基于Wang 和Scoville(1992)的工作提出了新的模型, 这个模型很自然地解释了在尺度较小的区域中, 同时存在不同速度激波的原因. 利用HI和CO在空间和速度上的不同分布对这个模型进行了验证. 对B区中心区域, 给出了分子气体在激波作用下的离解率随激波速度的变化关系. 第一次给出了这个区域受到激波作用的 ¹³CO长时间积分的谱线, 由此计算了 ¹²CO的光学厚度, 并就受激波作用后的¹²CO谱线光学薄的假设加以讨论验证.     

改进的7轮AES-192的碰撞攻击

对7轮AES-192的碰撞攻击进行了改进.改进的碰撞攻击是基于Gilbert和Minier的攻击过程并且利用了一些AES-192的密钥特性.改进的攻击可以使用2¹²³字节的存储通过大约2¹²⁰次加密运算来恢复主密钥，此过程比Gilbert和Minier的攻击过程提高了2²⁴倍而只需增加2⁸倍的存储量.如果保持存储量不变，改进的攻击过程需要大约2¹²⁷次加密运算.     

绕三圆柱流体的LB模拟

介绍一个流体学力学的格子Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ并行模拟模型,用该模拟了流体动力学中的绕三圆柱流体现象,利用计算机可视化技术,该模型可动态显示流体的演化过程,可以很方便的用于分析各种流体动力学现象。     

强磁场下中子星外壳层的电子俘获

 以核素⁵⁶Co和⁵⁹Fe为例,讨论了强磁场中子星外壳层电子俘获.结果表明,绝大部分中子星表面的磁场范围10⁴~10⁹T,磁场对电子俘获率的影响很小.对于一些磁场范围为10⁹~10¹⁴T的超磁星,磁场可使电子俘获率大大降低,甚至可以降低3个量级.     

基于维约束的平行坐标可视化及其在数据聚类中的应用

平行坐标可视化是数据可视化方法中的典型代表.在平行坐标法可视化的基本原理的基础上,实现了在数据可视化过程中嵌入维度限制条件,探讨了在维约束条件下的平行坐标可视化技术.以海洋监测台站数据为例,开发了DBSCAN聚类算法,并利用平行坐标对聚类的结果进行可视化表达.     

模式特征的几何代数多向量表示方法

模式表示是模式识别的一个基本问题。传统统计模式识别理论中模式特征一般表示为一个数值向量,并被视作维欧式空间中的一个点。这种表示方法只利用了一阶特征,容易丢失模式特征间的关联信息和高阶结构。本文首先阐述了几何代数的公理化定义和一些基本概念,然后将传统的模式特征向量表示推广为几何代数空间的多向量表示,接着讨论了该表示的两种特例,最后阐述了基于该多向量表示进行特征提取和分类的一般思想和需要进一步研究的问题。     

可视化并行程序开发环境GPPDS研究

并行程序的编写、调试和性能分析十分复杂和困难,极大地阻碍了并行计算的普及,因此需要一个较完善的并行程序开发环境来帮助开发并行程序、监视程序运行和分析程序的性能,以减轻并行程序开发者的困难。本文针对消息传递类型的并行程序,研究并开发了一种可视化并行程序开发环境GPPDS(Graphical Parallel Program Development System),包括图形化并行程序开发模块、远程提交编译计算模块、性能数据监测模块以及性能可视化模块等。GPPDS是一个轻量的开发环境,功能实用、简单,便于使用。     

基于平行坐标的信息可视化方法的应用研究

基于平行坐标和聚类理论,通过采用数学模型定义平行坐标,使用编程工具建立平行坐标系统,解决了如何显示多维数据集的问题,结合系统聚类法,解决了平行坐标维数过多或数据量过大时,平行坐标屏幕限制、折线重叠、不易于发现各维间的隐含关系等问题,达到用可视化方法协助医生分析客户的健康状况分布,及其健康发展趋势的目的.     

Large Scale Finite Element Modeling,Simulation and Visualization for Wind Flows in Urban Area Using Virtual Reality

A large-scale finite element modeling, simulation and visualization for wind flows are presented. The modeling method using GIS/CAD data is employed. The stabilized parallel finite element method based on SUPG/PSPG method is employed for the analysis of wind flows. The present method is applied to the simulation of wind flow and contaminant spread in urban area. The visualization based on virtual reality is employed to evaluate the mesh quality and computational results. The computed results are qualitatively in agreement with the experimental results and actual phenomena. The present method is shown to be a useful tool to simulate the wind flows in urban area.     

平行坐标原理与研究现状综述

多元数据的平行坐标是信息可视化的主流技术之一.平行坐标的一个显著优点是其具有良好的数学基础,其射影几何解释和对偶特性使它可以很好地同时表达高维数据在多个低维子空间的投影信息.本文首先阐述了平行坐标的基本原理,并且推导了欧式空间的可微曲线在平行坐标空间的表达形式.接着综述了平行坐标的研究现状,分析了平行坐标应用于可视化数据分析和模式识别领域的潜力并且指出了未来的发展方向.     

基于DSM系统的可视化工具的设计和实现

描述了基于共享机制的分布式可扩展机群系统上性能分析和可视化显示工具的实现技术,分析工具由事件收集器、数据分析器和可视化显示三部分组成,事件收集器收集感兴趣的程序和系统事件,为了易于使用,减少用户负担,将部分探测机制的实现放在了系统的运行时间库和共享存贮器的一致性维护协议中,这样易于将事件与存贮器的地址联系,进而可将事件映射到程序的源代码中,便于用户调试程序,查找性能瓶颈,改进程序的执行性能。     

信息可视化研究综述

信息可视化是可视化技术在非空间数据领域的应用,可以增强数据呈现效果,让用户以直观交互的方式实现对数据的观察和浏览,从而发现数据中隐藏的特征、关系和模式。可视化应用非常广泛,主要涉及领域:数据挖掘可视化、网络数据可视化、社交可视化、交通可视化、文本可视化、生物医药可视化等等。根据CARD可视化模型可以将信息可视化的过程分为以下几个阶段:数据预处理;绘制;显示和交互。根据SHNEIDERMAN的分类,信息可视化的数据分为以下几类:一维数据、二维数据、三维数据、多维数据、时态数据、层次数据和网络数据。其中针对后4种数据的可视化是当前研究的热点。多维数据可视化方法主要包括基于几何的方法、图标方法和动画方法等。基于几何的可视化方式中最经典的就是"平行坐标系"方法。平行坐标系(parallel coordinates)使用平行的竖直轴线来代表维度,通过在轴上刻划多维数据的数值并用折线相连某一数据项在所有轴上的坐标点展示多维数据。平行坐标系方法能够简洁、快速地展示多维数据,发展出很多改进技术。但是当数据集的规模变得非常大时,密集的折线会引起"视觉混淆"(visual clutter),处理方法包括维度重排、交互方法、聚类、过滤、动画等。其他基于几何的方法包括Radviz方法使用圆形坐标系展示可视化结果;散点图矩阵(scatter plot matrix)将多维数据中的各个维度两两组合绘制成一系列的按规律排列的散点图。基于图标的可视化方法用具备可视特征的几何形状如大小、长度、形状、颜色等刻划数据,代表性的方法包括星绘法和Chernoff面法等。动画方法用于可视化中可被用来提高交互性和理解程度,其缺点包括可能分散注意力、引起用户的误解、产生"图表垃圾"等。时间序列数据是指具有时间属性的数据集,针对时间序列数据的可视化方法如下:线形图、堆积图、动画、地平线图、时间线。层次数据具有等级或层级关系。层次数据的可视化方法主要包括节点链接图和树图2种方式。其中树图(treemap)由一系列的嵌套环、块来展示层次数据。为了能展示更多的节点内容,一些基于"焦点+上下文"技术的交互方法被开发出来。包括"鱼眼"技术、几何变形、语义缩放、远离焦点的节点聚类技术等。网络数据具有网状结构。自动布局算法是网络数据可视化的核心,目前主要有以下3类:一是力导向布局(force-directed layout);二是分层布局(hierarchical layout);三是网格布局(grid layout)。当数据节点的连接很多时,容易产生边交叉现象,导致视觉混淆。解决边交叉现象的集束边(edge bundle)技术可以分为以下几类:力导向的集束边技术、层次集束边技术、基于几何的边聚类技术、多层凝聚集束边技术和基于网格的方法等。其他研究热点包括图形的视觉因素研究、自适应可视化研究、可视化效果的评估等。视觉因素对于可视化效果的影响,如位置、长度、面积、形状、色彩等影响已经引起很多研究者的注意。色彩是视觉因素的重要组成部分,研究主要集中在颜色选择的原则和交互系统中。这些原则基于数据类型、类的数量、认知约束等。自适应可视化可以提高信息可视化的适应性。研究成果分为以下几类:自适应可视化展示、自适应资源模型、自适应用户模型。自适应可视化展示是指根据用户的特征自动为用户提供多种展示类型,自动选择可视化内容及布局的形式,自动调整可视化的元素等。自适应资源模型反映了对硬件和软件的利用以提高可视化性能。自适应用户模型通过显示用户模型的内容并让用户能够编辑,从而让用户能够控制模型的内容。当前关于信息可视化评价的研究较少,少量研究也没有提出直接和通用的可视化的评估方式,需要对信息可视化评价的理论基础、方法和应用做深入的研究。可视化技术与应用还应该继续向以下4个方面努力:直观化、关联化、艺术化、交互化。信息可视化技术的发展方向是协同(collaboration)、分析过程(analytics)、计算(computational)和意会(sense-making)。未来研究方向可以包括以下几个内容。信息可视化和数据挖掘的紧密结合。为提高处理海量数据时的速度和效率和解决视觉混淆现象;必须运用数据挖掘的公式和算法,对数据分析的过程及结果进行可视化展现。协同可视化。协同可视化领域的研究方向可以包括可视化接口设计、基于Web的可视化协同平台开发、协同可视化工作的视图设计、协同可视化中的工作流管理及协同可视化技术的应用等。更多领域的应用技术开发。包括统计可视化:需要研究使用几何、动画、图像等工具对数据统计的过程和结果进行加工和处理的技术;新闻可视化:对新闻内容进行抓取、清洗和提取和可视化展示;社交网络可视化:可视化方式显示社交网络的数据,对社交网络中节点、关系及时空数据的集成展示。搜索日志可视化:针对在使用搜索引擎时产生的海量搜索日志,可视化的展现用户的搜索行为、关系和模式等。     

电力系统安全稳定域的可视化及分支计算

针对电力系统的分析与控制及电网调度迫切需要解决的可视化问题,提出了在注入空间中计算电力系统稳态安全域、稳定区域和分支边界的一种新方法.该方法采用一组以给定方向为法方向的平行超平面切割所研究的区域,通过求解优化问题在每个超平面上得到一个横截区域,再将这些横截区域的边界在同一个图形中表现出来,从而实现了研究区域在注入空间中的可视化,并用电力系统的实际例子验证了该方法的有效性.与其他方法相比,该方法可以把研究区域的边界定量地刻画出来,还可应用于一般多解和可行区域可视化与拓扑结构的研究.