基于OpenMP并行编程模型与性能优化的稀疏矩阵操作研究

随着多核处理器的普及,传统的串行编程方式已无法充分利用多核处理器资源,业界提出了用并行编程模型解决此类问题的多种方法,OpenMP便是其中一种。OpenMP并行编程模型提供了一种可以通过编译语句对现有串行程序进行并行化运行的方法,提高了现有程序对计算机处理器的利用率。基于OpenMP探讨大型稀疏矩阵转置分别在串行编程模型与并行编程模型中计算机处理器的利用率,针对矩阵转置中数据相关性进行加锁操作,通过实验数据分析总结OpenMP并行编程模型的设计方案。     

大规模并行处理机的并行程序设计

本根据MPP系统结构的特征，介绍两种适合MPP的消息传递方式的并行程序设计方法，讨论了并行程序设计的优化问题，指出并行程序的优化应从数据划分、通信优化和串行程序优化三个方面着手，并介绍并行程序调试技术和步骤。     

基于网格的叠前深度偏移程序自动并行化模型

针对地震资料数据处理方法中的三维叠前Kirchhoff深度偏移方法,分析其特点及自动并行化特征,提出一种基于网格环境的自动并行化模型.该模型可以自动分析识别串行程序中潜在的并行性,自动完成串行三维叠前深度偏移(PSDM)程序的分割、并行重构和调度,最终生成串行PSDM程序的并行化源代码.     

基于CUDA的三维数据场可视化加速技术研究

三维数据场可视化是目前计算机图形学方向研究的热点之一,随着人们需求的不断提高,对图形绘制的实时性及交互性提出了更高的要求。本文主要阐述了在CUDA架构下,利用GPU的多核并行运算能力,对实现三维数据场可视化的光线投射算法进行优化和改进。将图形处理的几何阶段在可编程硬件实现,实现图形绘制的加速。实验结果表明,在一定程度上改善了成像效果,绘制速度的加速比达到7左右。     

基于细胞自动机演化算法求解无约束函数优化问题

在最优化领域目前广泛应用的智能优化算法有遗传算法、模拟退火算法、神经网络算法等。但这些算法的实现模式都还是基于串行模式。利用细胞自动机来解决优化问题,也就意味着能够建立极度并行的解决最优化问题的程序。提出了一种基于细胞自动机的演化算法,以求解无约束函数优化问题,并用实验分析了此算法的性能。     

基于SPMD的粗粒度并行遗传算法在立体仓库路径优化中的应用

为了提高粗粒度并行遗传算法性能,缩短对立体仓库路径优化问题的求解时间,将一种单程序多数据流（简称SPMD）并行结构运用到粗粒度并行遗传算法中,并对算法进行改进。通过对自动化立体仓库拣选路径优化模型的求解,得到串行与并行计算两种情况下的运算时间与加速比,并在求解精度相差不大的情况下,将改进算法的计算时间与遗传算法、蚁群遗传算法进行比较。对比结果表明,并行计算能有效提高算法优化效率,缩短程序执行时间。该研究对于解决自动化立体仓库堆垛拣选路径优化问题有着重要的现实意义。     

基于并行模拟退火算法的TSP问题求解

针对标准模拟退火算法串行优化单个解，优化过程较长、效率较低的弱点，提出一种基于多种群群体优化的并行机制。该机制通过将单个解的串行优化转化为许多个解同时进行的并行优化来提高算法的整体优化效率。利用该算法求解TSP问题能够显著提高优化效率，仿真结果表明该算法是有效的。     

多核并行计算下的流量传感器流场模拟研究

多核并行小型集群系统给流量传感器流场模拟应用提供了方便可行的条件,文章将通过建立一个多核并行小型集群仿真系统为例来讨论多核并行计算对流量传感器流场模拟的支持,对其进行了测试,并实现了管道流量传感器流场的CFD模拟,取得较好结果。通过测试表明,我们的多核并行集群可扩展性能好,具有较高的并行计算性能,能满足一般并行计算的需要。     

MPI+OpenMP混合并行编程模型在分子动力学中的应用

针对分子动力学串行计算速度不足问题,设计一种基于MPI+OpenMP的并行编程模型,实现LAMMPS并行计算。从而满足在节点间采用MPI进行消息传递并行,在节点内采用OpenMP共享内存模式多线程并行;最后根据分子动力学自身计算特点,对近邻表的构建以及力的计算进行优化,同时将并行结果和串行结果以及纯OpenMP运行时间和混合模型运行时间作对比。实验结果表明,采用MPI+OpenMP混合并行编程模型不仅能够加快计算速度,而且具有很好的扩展性。     

带万年历LCD广告屏设计与实现

介绍了AT89S52单片机与PC机串行通信及液晶显示实现方法。利用VB6.0的通信控件MSComm和通信芯片MAX232实现PC机与单片机的串行通信,利用MCU模块的数据存储器6264存储PC机传送过来的字符和图形数据,经单片机处理送往液晶显示,同时开机显示"万年历",通过74LS164将单片机P1.0和P1.1端口模拟I2C串行总线的串行数据转换成8位并行数据与液晶显示器的8位地址/数据端口相连接。     

点云配准FPFH特征子异构并行优化研究

三维点云配准在逆向工程中应用广泛,能为古建筑保护实现三维建模提供精确的数据依据。针对大规模多视角古建筑点云数据进行配准,研究了FPFH特征提取的串行算法,设计了三类并行方案,分别为利用基于CPU的并行编程标准OpenMP进行并行优化加速、利用基于GPU的并行计算架构CUDA进行并行优化加速,以及利用CPU/GPU的异构并行,结合OpenMP和CUDA的特点应用于特征子求取。实验结果表明,第三种方案能合理设计并优化特征子求取,获得较为理想的加速比。     

徕卡全站仪数据编码加载程序的开发应用

全站仪数字测图技术就是用数字形式,存储全部地图信息的‘地图’。它是用数字形式描述地图要素的属性、定位和关系信息的数据集合:是存储在具有直接存储性能的介质上的关联数据文件:编码、属性、图层一应俱全。本文通过对徕卡全站仪数字测图作业方法:外业数据采集和内业软件成图的衔接进行了分析,从全站仪数字测图作业方法的编码、属性、图层方面进行了论述;提出了用C#语言对徕卡全站仪数据编码加载程序的方法;进行了徕卡全站仪数据编码加载程序的研究;达到了徕卡全站仪外业数据采集和内业软件成图的整体效果,解决了徕卡全站仪数据编码加载程序的连通问题。     

基于MapReduce的GA-BP神经网络算法并行化设计及实现

为提高BP神经网络算法的运行效率,利用遗传算法和并行编程思想,提出了Hadoop平台下基于MapReduce的遗传算法优化BP神经网络的并行化设计及实现方法。利用遗传算法优化BP神经网络的初始权值和阈值,提高算法分类准确率;采用MapReduce并行编程模型实现算法的并行化处理,解决BP神经网络在处理大规模样本数据集时存在的硬件开销和通信开销大的问题。选用Caltech256图像数据集,与传统的串行遗传算法优化BP神经网络算法实验对比,验证了并行化GA BP神经网络算法的优越性。     

基于MPI的CSAMT一维正演并行计算研究

可控源音频大地电磁CSAMT一维正演计算,采用汉克尔变换求解含有零阶和一阶贝塞尔函数的积分式,传统串行正演算法循环计算每个频率的视电阻率值,因克尔变化计算较慢。在Windows系统上使用Fortran语言和MPICH2工具,对频率采用对等模式,开发了基于MPI的CSAMT一维正演并行计算程序。通过与一维CSAMT串行程序的对比,验证了并行程序的正确性,为CSAMT一维全区资料反演和多维计算提供了并行研究基础。     

图像分割技术研究

对当前的图像分割技术进行了综述,具体介绍了并行边界类、串行边界类、并行区域类和串行区域类4种分割算法,并对分割算法进行了评价。     

可编程异步串行通信接口的设计

通用异步串行通信接口在各类芯片设计中得到了广泛的应用,其可编程特性和高度兼容性受到关注。采用VerilogHDL语言描述及自顶而下的方法,设计了一个具有奇偶校验功能,且数据位、停止位和波特率可调的可编程通用异步串行通信接口。该接口内置异步接收和发送模块,实现了并行数据的串行发送和串行数据的并行接收。     

OpenGL与AutoCAD接口

本文简要分析了AutoCAD的DXF数据文件的基本结构，4个段（SECTION）和一个文件尾，并在此基础上，讨论了调用（DXF文件接口程序的）原型及实现方法，从而极大地降低了图形应用软件的开发周期及成本，并使其扩充性能得到很大的提高。     

多核嵌入式系统软件开发方法的研究

探讨了多核嵌入式系统下程序开发的方法,对实时任务进行基于功能和数据的划分,充分利用多核的资源,从而提高实时任务的性能。通过比较划分前后程序在多核上运行的性能,总结出合理的、可以提高实时任务性能的程序开发方法。     

GPS信号并行捕获算法的改进与实现

目前使用最多的全球定位系统(GPS)信号捕获算法分别是串行搜索捕获算法、并行频域捕获算法以及并行码相位捕获算法,其中并行码算法捕获的C/A码相位分辨率最高,但其运算量大,捕获速度不高.为此,本文主要对GPS并行码相位捕获算法改进以及并行化实现进行了深入的研究.具体采用基2-FFT以及保存C/A码的傅里叶变换,然后利用MATLAB平台对改进的算法进行建模与仿真,再将改进后的并行码相位捕获算法用汇编语言描述,并映射到PAAG实验平台.实验结果得出,改进后的并行码相位捕获算法不仅能够提高捕获的速度,且易于在多核平台上实现.     

基于多路串行通信实现批量加载数据的方法

在基于需求分析和多路串行通信的基础上，给出了一种电子产品批量加载数据的智能化解决方案和构建模拟测试平台进行仿真测试的方法。方案应用C320 Turbo多路串行通信控制器和PC并口构建硬件系统，采用自定义加载通信协议和状态法的软件设计实现批量加载模块。测试结果表明：该方案有效地解决了加载请求自动识别、单包和多包数据批量自动加载等现实问题。所述方法是开发具有自主知识产权国产设备的关键。