中国科学技术信息研究所--国家工程技术数字图书馆

[学位论文] 周解扬州大学 2002年硕士导师: 陈崚;殷新春共122页

摘要 : 科学计算中的重大挑战性课题都离不开计算机的支持,人类对计算机性能的要求是无止境的.在诸如预测模型的构造和模拟、能源勘探、数值气象预报以及基础理论研究领域中都对计算提出了极高的要求.这些重大的计算问题涉及到非规则的系统结构、非均匀的复合... 展开科学计算中的重大挑战性课题都离不开计算机的支持,人类对计算机性能的要求是无止境的.在诸如预测模型的构造和模拟、能源勘探、数值气象预报以及基础理论研究领域中都对计算提出了极高的要求.这些重大的计算问题涉及到非规则的系统结构、非均匀的复合材料、非线性的动力学系统等各种复杂的数学物理问题.要对这些复杂的非线性数学物理方程进行大规模和高精度的计算,在一般的计算机上用传统的计算方法是无能为力的,往往需要使用高性能的并行处理机.在中国具有典型代表的并行处理机有曙光系列、银河系列、神州系列等.曙光1000是国产的大规模并行计算机MPP系统,它采用了分布式存储结构,每个处理机不能直接访问非本地存储器,处理机之间的通信必须使用消息传递机制.该文对基于曙光1000的并行数值计算进行了深入地研究.主要的研究成果包括以下三个方面:1、给出了由数值问题串行算法描述入手得出其MPP上并行算法的一般方法,即功能并行方法和数据并行方法,其中特别针对数据并行方法,给出了两条数据划分准则以及对特殊问题的循环重构方法;2、以上述方法为基础,对矩阵相乘、转置、求逆、分解、线性方程组求解的直接法和迭代法、矩阵特征值以及数字信号处理中的各类数值计算设计其在MPP上的并行算法并进行性能分析,所有并行算法都已在位于中国科学技术大学的国家高性能计算中心(合肥)的曙光1000上进行了实验运算,所有的MPI(C绑定)源程序构成了曙光1000上的并行数值计算软件包;3、针对实际并行计算中,在问题规模一定的前提下,有的时候增加处理机个数不但不能明显减少问题的计算时间,反而会使计算时间延长这一现象,提出了一种建立在对通信延时的解析分析基础上的选择最优处理机个数的策略,以使并行计算时间最短.并通过在曙光1000并行机上的矩阵相乘和高斯-塞德尔迭代计算的实验结果证明了这种策略是正确的、可行的.最后文章对三年来所做的工作进行了总结,得出了在曙光1000上进行大规模并行数值计算的一些结论. 收起

关键词 : 曙光1000 并行计算 MPI

2. 并行计算在Hough变换中的应用

[学位论文] 陈慧华东师范大学 2004年硕士导师: 陈树中共88页

摘要 : 大多数图像处理任务都是计算密集型的问题，数据量和运算量大，给实时应用带来困难，而图像并行处理技术是提高图像处理速度的最有效技术。在图像处理技术中，Hough变换在形状分析方面被公认为是一种强有力的的工具，即使在有噪声的情况下，它仍能给出... 展开

关键词 : 并行计算图像处理并行计算机 Hough变换

3. 适合于并行计算的一类电磁场边值问题分析方法的研究

[学位论文] 汪杰东南大学 2001年博士导师: 洪伟共127页

摘要 : 电子及通信技术的不断发展,要求计算电磁学能快速精确地解决一些大型复杂结构的电磁问题.由于受到计算机内存和速度的限制,一些传统的数值方法如差分法等解决此类问题有一定的难度.近年来,并行计算在电磁领域的研究和应用已经得到了人们越来越多的重视... 展开

关键词 : 并行计算边值问题并行计算机数值分析

4. 基于C++AMP的图像并行计算理论与技术研究

[学位论文] 李银超南京邮电大学 2016年硕士导师: 马明栋共63页

摘要 : 随着计算机技术的飞速发展，数字图像处理技术在气象学、生物学、国防科技、工程制造、模拟和预测、游戏等领域得到广泛应用。由于对大数据量、实时性要求的不断提升，因此如何快速有效的进行图像处理已经成为当今并行计算研究领域的热点。在性... 展开

关键词 : 图像处理并行计算理论 C++加速并行计算技术

5. 微机网络并行计算的研究和应用

[学位论文] 常军长安大学 2000年硕士导师: 朱光明共61页

摘要 : 并行计算是计算机的未来方向之一.微机网络并行计算(集群系统)是并行计算的一重要分支.该文详细讨论了并行计算的模式(包括抽象模型和物理模型)、ISO/OSI网络分层协议和TCP/IP协议.着重讨论了基于消息传递接口(MPI)的并行计算环境.使用C语言编写了二... 展开

关键词 : 并行机集群并行计算 TCP/IP协议并行计算环境

6. 基于PVM的网络并行有限元及其在地下工程中的应用

[学位论文] 叶冠林同济大学 2001年硕士导师: 朱合华共59页

摘要 : 该文研究基于PVM网络并行计算环境,采用并行子结构预条件共轭梯度法(PCG),并重点应用于地下工程的大规模并行计算分析.该文的主要工作如下:第一部分,在查阅了大量文献的基础上,综述了国内外有限元并行计算的研究现状和发展动态,并介绍了基于PVM的网络... 展开

关键词 : 并行计算 PVM 网络并行计算环境 PCG法地下工程有限元

7. 基于局域网的并行计算负载平衡

[学位论文] 彭旭东天津大学 2004年硕士导师: 何丕廉共46页

摘要 : 本文是在天津理工大学校级科研项目“基于局域网的并行计算负载平衡系统”的基础之上完善而成的，主要研究利用局域网实现并行计算时的负载平衡问题。采用的研究方法是分析国内外的相关资料及实际网络的特点，按照从特殊到一般的方法，逐渐细化... 展开

关键词 : 局域网并行计算并行计算模型数据划分负载平衡

8. 面向卫星互联网的网络拓扑高性能计算方法研究

[学位论文] 刘子凡中国科学院大学 2022年硕士导师: 莫志锋共92页

摘要 : 卫星网络相较地面网络具有广域覆盖的优势，是6G达成“泛在连接、万物互联”愿景不可或缺的组成部分，关于6G卫星网络建设的研究已成为了当今国内外的热点。卫星网络建设周期长、投入大，需要依靠网络仿真进行预研。6G卫星网络低轨卫星网络的时空尺度... 展开卫星网络相较地面网络具有广域覆盖的优势，是6G达成“泛在连接、万物互联”愿景不可或缺的组成部分，关于6G卫星网络建设的研究已成为了当今国内外的热点。卫星网络建设周期长、投入大，需要依靠网络仿真进行预研。6G卫星网络低轨卫星网络的时空尺度大、拓扑快速时变、星座规模大等特点，导致现有的卫星网络拓扑仿真软件无法满足大规模节点的网络拓扑实时推演，因此亟需开展卫星网络拓扑的并行计算技术研究。本论文针对当前卫星网络拓扑仿真存在的问题，开展卫星网络拓扑建模及并行计算方法研究，利用CPU+GPU异构并行计算和分布式并行计算技术，加速了拓扑模型的仿真计算过程，实现了大规模卫星网络的拓扑仿真，为6G卫星网络的建设提供了支撑。具体研究内容和创新点如下: 1.高精度卫星轨道预测及并行计算方法研究:建立了高精度轨道预测模型，其相较于商业轨道预测软件STK的HPOP模型精度提高了10倍以上。针对大规模卫星星座轨道预测计算速度慢、无法实时仿真的问题，首次提出并设计了基于数值法的高精度轨道预测的CPU+GPU异构并行计算方案，将轨道计算过程中的摄动力加速度计算、微分方程求解及坐标系转换过程进行模块化拆分，然后由GPU并行计算，该方案将轨道的计算速度提高了38.32倍，可支持上万颗的卫星高精度轨道实时预测。 2.网络拓扑时变图建模及并行计算方法研究:在高精度轨道预测结果的基础上，基于卫星网络拓扑复杂快变的特点，建立了拓扑时变图模型表示卫星的网络拓扑变化情况、负载、路由情况，并将仿真结果和STK进行了对比验证，证明了仿真结果的正确性。并针对大规模节点的拓扑仿真过程中路由计算速度慢的特点，采用GPU并行加速了路由计算方法，提升了路由模块的计算速度，从而加快拓扑图仿真速度。 3.拓扑时变图分布式计算方案设计及验证:设计了拓扑时变图的分布式计算方案，采用网线连接三个计算节点及一个数据库节点，搭建了低轨卫星网络拓扑时变图的分布式仿真平台，节点间采用ZeroMQ进行消息同步，采用Json进行消息的序列化，最后对Telesat、Kuiper、Starlink三个巨型低轨星座进行了仿真验证，验证表明分布式计算方案将网络拓扑的速度提升了19.09倍，将时变拓扑图的时间精度由30s提升至了1s以内。收起

关键词 : 卫星网络拓扑仿真异构并行计算分布式并行计算

9. 数据流特征选择策略的研究

[学位论文] 陈万松苏州大学 2011年硕士导师: 赵雷共72页

摘要 : 随着信息技术尤其是网络技术的发展，越来越多的应用领域，如网络监控、垃圾邮件分类、传感器网络等，需要对其以每天数以百万Gbit增长的流数据进行实时处理。由于流数据经常呈现高维性，包含着大量无关特征和冗余特征，当对其进行直接处理时，有可能... 展开随着信息技术尤其是网络技术的发展，越来越多的应用领域，如网络监控、垃圾邮件分类、传感器网络等，需要对其以每天数以百万Gbit增长的流数据进行实时处理。由于流数据经常呈现高维性，包含着大量无关特征和冗余特征，当对其进行直接处理时，有可能极大地影响学习算法的效率。利用属性相关性进行特征选择，消除无关特征和冗余特征，可以提高挖掘算法的效率，改善精确性等学习性能。然而，数据流的实时性、无限性以及概念漂移特点，也对传统的特征降维算法提出了严峻的挑战。针对数据流的这些特点，寻找适合于数据流的数据结构，研究有效度量属性相关性的方法对流数据进行降维，这已经成为目前数据流研究的一个热点。首先，本文深入探讨了特征选择的相关技术，研究了现有的特征选择方法在属性相关性度量方面存在的不足，结合流数据实时性，无限性、概念漂移的特点，提出了一种基于拟合的数据流特征选择算法FSCFFR，该算法可以有效地消除流数据中的冗余特征，提高了学习算法的性能。其次，本文针对数据流实时性的要求，提出了采用并行计算进行数据流特征选择的实施策略，传统的串行处理速度受限于单处理器的最大物理处理速度，而并行计算可以通过多处理器联合在一定程度上克服这种处理瓶颈。本文采用管理者/工作者模型，并在MPI环境下设计实现了两种通信策略的并行算法，实验表明，利用并行计算可以有效地提高流数据特征选择的效率和速度。最后，为了验证特征选择在实际应用场景下的表现，本文将整个处理方法运用到网络入侵检测中，对网络入侵检测系统中的数据进行在线分析处理，从而利用实际的示例验证了特征选择算法的可行性和实用性。综上所述，本文对数据流中特征选择技术的研究具有一定的现实意义，它不仪能消除流数据中的冗余特征，减小空间需求，而且能够改善学习算法的性能，提高数据挖掘的效率。另外，本文的示例验证也对相关的应用具有一定的参考价值。收起

关键词 : 数据流特征选择并行计算

10. 图像去雾算法研究及其异构并行实现

[学位论文] 徐洋哈尔滨工业大学 2018年硕士导师: 任广辉共70页

摘要 : 在雾霾天气条件下，图像的能见度会随着雾霾的严重程度而大大降低，同时也会导致细节丢失严重和对比度严重不足，因此对雾天图像的增强在视频监控、交通出行、航天航空等方面具有至关重要的意义。针对目前对雾霾的去除效果较好的算法，应用于实际产品... 展开在雾霾天气条件下，图像的能见度会随着雾霾的严重程度而大大降低，同时也会导致细节丢失严重和对比度严重不足，因此对雾天图像的增强在视频监控、交通出行、航天航空等方面具有至关重要的意义。针对目前对雾霾的去除效果较好的算法，应用于实际产品中往往受限于处理速度、功耗及开发周期，具有并行计算能力的基于异构系统的计算平台应运而生，不同类型的异构计算平台在不同的方面具有很大的优势。基于以上背景，本文主要研究的是雾天图像的增强算法及其异构并行实现。首先，研究了目前典型的雾天图像处理算法，包括直方图均衡、Retinex理论及暗通道的雾天图像增强算法，对各种雾天图像处理算法进行仿真，分析不同算法的处理结果，及各种算法的并行性，并对基于暗通道理论的雾天图像增强算法的不足从性能和计算量两个角度进行优化，从主观上对图像的观察和客观的数据计算两种角度对优化算法和其他算法进行分析。其次，研究了异构并行计算相关内容，深入研究异构并行计算平台的搭建，主要是CPU+GPU和CPU+FPGA两种异构平台，结合NVIDIA帕斯卡架构及AMD的GCN架构对基于GPU的异构并行计算进行分析，结合IntelFPGA架构对基于FPGA的异构并行计算进行分析，对比CPU、GPU和FPGA三种处理设备的计算方式，并研究用于进行异构并行计算编程的OpenCL模型，主要研究OpenCL异构并行计算架构中四种模型。最后，对暗通道去雾算法进行并行化，在理想情况下从理论上对并行算法和串行算法各个过程的计算量进行分析，给出分析结果；搭建CPU+GPU异构并行计算平台，设计主机端控制程序及OpenCL图像去雾算法程序，研究基于该平台的OpenCL的程序优化方法；搭建CPU+FPGA异构并行计算平台，设计主机端控制程序及OpenCL图像去雾算法程序，研究基于该平台的OpenCL的程序优化方法；从处理结果和处理速度两个方面对CPU、CPU+GPU和CPU+FPGA三种平台的处理结果进行对比，并分析处理结果不同的原因。实验结果表明，处理后的图像，性能损失可以忽略不计，GPU平台的处理速度提高很大，FPGA平台处理速度有所提高。收起

关键词 : 图像去雾并行计算 OpenCL软件