并行计算技术与数值代数计算

介绍并行计算机及并行技术的发展、并行算法的并行效率评测依据，并针对求解三对角代数线性方程组的传统串行算法--追赶法，提出了一个并行化的算法（PFB算法）。     

并行算法设计及编程基本方法

并行算法是指一次可执行多个操作的算法。对并行算法的研究现在已发展为一个独立的研究领域。很多用串行算法解决的问题也已经有了相应的并行算法。在本文,我们阐述了一些简单的并行计算以说明并行算法的一些基本概念、应用和编程方法。     

并行算法设计及编程基本方法

并行算法是指一次可执行多个操作的算法。对并行算法的研究现在已发展为一个独立的研究领域。很多用串行算法解决的问题也已经有了相应的并行算法。在本文，我们阐述了一些简单的并行计算以说明并行算法的一些基本概念，应用和编程方法。     

三次调用二次取中并行选择排序算法的研究

三次调用二次取中的并行选择算法是基于并行算法模型及串行程序思想的一种算法,编程方式采用VS2005环境中的C++/c#,通过MPICH2系统实现并行算法程序的运行,Windows视窗系统直接为用户良好的操作平台,在算法实现方面,考虑并行算法各影响因素的作用,尤其是通信因子,通过接口技术实现并行算法在网络中处理数据,为并行算法的具体应用提供必要技术支持.     

Particle-Particle算法并行化及改进

介绍了particle-particle算法的基本原理，并对串行particle-particle算法进行有效的并行化；对并行算法的受力计算和通信过程进行改进；最后给出了实验结果，并进行相关性能分析．     

并行计算中快速排序算法的改进

快速排序算法可以解决高性能计算中理论算法在应用中出现的处理机个数问题。排序被认为占用了大量计算时间的一类问题。快速排序是一种典型的串行排序算法,它具有平均时间复杂度为O(nlogn)。如果利用并行算法来进行快速排序,时间复杂度仅只有O(2logn)。但是,当待排序的数据个数巨大时(如n>10n),在并行算法中需要N台处理器,在实际应用中不具备可行性,但利用域划分,并把归并排序应用到快速排序中,一个可以用在待排序的数据个数巨大时的实用的并行算法。     

ABEEMσπ模型中计算分子电荷分布加速方法的比较

基于ABEEMσπ模型计算分子的电荷分布时,求解线性方程组是最为耗时的环节.本文针对不同硬件环境下,系数矩阵是稠密、对称非正定矩阵的线性方程组的求解方法进行了比较.详细介绍了串行求解库LAPACK以及基于GPU的CULA库的使用,并给出了基于Bunch-Kaufman方法的串行改进算法以及MPI多机并行求解方法,并分别给出了几种方法的运行时间.用户可以根据不同的硬件条件选择不同的加速算法,以求解系数矩阵是对称非正定矩阵的线性方程组,进而加快分子体系中电荷分布的计算速度.     

基于CUDA的高速并行均值滤波算法

分析了均值滤波算法的并行特性,提出了一种基于计算统一设备架构（CUDA）的均值滤波图形处理单元（GPU）并行算法。算法首先依据椒盐噪声的特征,建立信号点标记矩阵;其次计算信号密度,并确定滤波半径;最后仅处理噪声像素,用其邻城内信号点像素灰度的均值代替它。实验结果表明,随着图像尺寸的增大,该并行算法相比串行算法速度,可以获得300倍以上的加速比。     

基于MPI的大型稀疏线性方程组的并行算法

扼要介绍了MPI的一些基本概念,利用MPI并行环境,实现了大型稀疏线性方程组的并行算法,并以三对角线方程组为例加以实现。     

基于CUDA的SM4加密算法高速实现

传统的SM4加密运算是在CPU上实现的,为了提高加密速度以处理大规模的加密运算,根据分组密码SM4的结构和特点,实现了一个利用GPU的通用计算能力,在统一计算设备架构(CUDA)平台上运行的SM4并行算法。通过两个实验平台,对SM4并行算法(基于CUDA)和串行算法(基于CPU)的性能进行了对比和实验验证。结果表明,该并行SM4算法在平台1上最高能达到40.6倍的加速比和85.4%的加速效率,在平台2上最高能达到64.7倍的加速比和49.5%的加速效率。     

基于机群计算的导热反问题并行遗传算法

遗传算法具有天然的易并行性,因此,当问题比较复杂或者初始种群规模比较大的时候,通常会将遗传算法并行化.但是并行机的代价高,普及面狭窄,因而选择机群系统作为并行计算的主体,是一个简单有效的办法.通过导热反问题的并行遗传算法研究了机群计算的并行效率和加速比.     

基于机群计算的导热反问题并行遗传算法

遗传算法具有天然的易并行性,因此,当问题比较复杂或者初始种群规模比较大的时候,通常会将遗传算法并行化。但是并行机的代价高,普及面狭窄,因而选择机群系统作为并行计算的主体,是一个简单有效的办法。通过导热反问题的并行遗传算法研究了机群计算的并行效率和加速比。     

一个面向大规模BP神经网络并行算法

BP神经网络是在数据挖掘、语音识别和文本语言转换等领域最为广泛使用的网络之一。但也有其不足之处，主要表现在收敛速度慢和学习时间长。并行是解决这一问题的可行方案。本文提出了一种利用微机机群来实现并行处理，在并行编程环境PVM中实现BP神经网络的并行学习算法。即主要采用将大量计算由主控节点转移到从结点上、设置逻辑锁和粗粒度任务划分等方法以减少计算和通信时间，有效实现学习过程的并行处理。在微机机群系统下的PVM环境中实现该算法。结果表明改进后的算法不仅大大减少了学习时间，提高了学习效率，而且能够很好面对大规模BP神经网络的学习。     

基于区域分解的共轭梯度法的有限元结构分析并行计算

1 Introduction Large and complex engineering problems often needmuch computation ti me and storage to run on ordinaryuniprocessor computers . Even if they can be solved ,powerful computation capability is required to obtainaccurate and reliable results within reasonable ti me .Parallel computing can meet requirements of high per-formance computing[1].Various types of parallel hard-ware architectures have been developed and parallelalgorithms adapted to these hardware architecturesproposed[2 ,3…     

Parallel computing for finite element structural analysis using conjugategradient method based on domain decomposition

1 Introduction Large and complex engineering problems often needmuch computation ti me and storage to run on ordinaryuniprocessor computers . Even if they can be solved ,powerful computation capability is required to obtainaccurate and reliable results within reasonable ti me .Parallel computing can meet requirements of high per-formance computing[1].Various types of parallel hard-ware architectures have been developed and parallelalgorithms adapted to these hardware architecturesproposed[2 ,3…     

MPICH在PC集群系统中的应用

采用MPICH并行技术，建立了基于PC局域网平台的并行集群系统，并通过VC＋＋6．O调用消息传递库MPI函数编写并行遗传算法，完成了相关并行计算实例。计算结果表明：在现有并行集群系统下能有效地利用现有计算机资源，大幅度提高计算效率，并可获得可观的加速比，为一些复杂问题的求解提供了可行方案。     

水下声散射一致性时域有限差分法的并行算法

In this work, we treat scattering objects, water, surface and bottom in a truly unified manner in a parallel finite-difference time-domain (FDTD) scheme, which is suitable for distributed parallel computing in a message passing interface(MPI) programming environment. The algorithm is implemented on a cluster-based high performance computer system.Parallel computation is performed with different division methods in 2D and 3D situations. Based on analysis of main factorsaffecting the speedup rate and parallel efficiency, data communication is reduced by selecting a suitable scheme of task division.A desirable scheme is recommended, giving a higher speedup rate and better efficiency. The results indicate that the unifiedparallel FDTD algorithm provides a solution to the numerical computation of acoustic scattering.     

求解非线性方程组的智能新方法

求解方程组是工程研究中的基本问题,因此将非线性方程组的求解问题转化为函数优化问题,应用一种新的智能优化算法-布谷鸟搜索算法求解此优化问题,数值实验结果表明了该算法在求解非线性方程组时的可行性和有效性。     

模糊上下文无关文法语法分析和识别的并行算法

通过对模糊上下文无关文法的详细分析,在上下文无关文法语法分析和识别算法的基础上,提出了并行的模糊上下文无关文法语法分析和识别算法,通过实例详细分析了算法的并行处理过程,验证了算法的正确性.     

集群式计算机系统在生物信息学中的应用

1　Introduction　SMP (symmetricmulti processing)andMPP (mas sivelyparallelprocessing)arethetwotypesofstruc tureofparallelcomputing .　Symmetricmulti processingsystemshavemultipleCPUsattachedtothesamebusandsharingRAM .Massivelyparallelprocessingisthecooperated pro cessingofaprogrambymultipleprocessorsthatworkondifferentpartsoftheprogram ,witheachprocessorusingitsownoperatingsystemandmemory .ThechoicebetweenSMPandMPPdependsonthenatureoftheproblembeingsolved .Iftheproblemcanbeeasilypartit…