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局部地形改正快速计算的GPU并行的棱柱法

测绘学报 2020年第11期49卷 1430-1437页

作者：黄炎王庆宾冯进凯邢志斌范雕谭勖立吕明昊信息工程大学河南郑州450001 航天工程大学北京102200

在重力归算中,局部地形改正在重力勘探、地壳结构分析和大地水准面计算等领域有着重要意义,但严格棱柱体积分公式计算效率低,而快速计算公式则会降低计算精度。本文利用CUDA并行编程平台,提出一种地形格网重新编码和严格棱柱体积分八分... 详细信息

在重力归算中,局部地形改正在重力勘探、地壳结构分析和大地水准面计算等领域有着重要意义,但严格棱柱体积分公式计算效率低,而快速计算公式则会降低计算精度。本文利用CUDA并行编程平台,提出一种地形格网重新编码和严格棱柱体积分八分量拆解方法,实现了基于CPU+GPU异构并行技术的严格棱柱体积分计算地形改正快速并行算法,克服了GPU各个线程计算任务分配和线程计算超载问题,解决了局部地形改正的高分辨率、高精度严密公式的快速计算难题。通过试验,在显卡型号为Tesla V100的计算机上进行4°×6°范围,积分半径40′和分辨率1′的局部地形改正计算仅需1.5 s;分辨率10″的局部地形改正计算仅需14.6 min;进行分辨率3″的地形改正计算耗时45.7 h,而传统串行算法则难以完成计算。在保证微伽级以上计算精度的条件下,计算加速比最高达到850倍以上,有效缩短了计算耗时,提高了计算效率。本文还依据上述并行算法对全国范围地形改正量进行计算。结果表明,我国地形改正量普遍低于80 mGal(1 Gal=10-2 m/s2),平均值1.83 mGal,最大值达到196 mGal。

关键词：地球重力场局部地形改正 GPU CUDA 严格棱柱体积分加速比

Godson-T众核体系结构上的Broadcast性能优化

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计算机研究与发展 2010年第3期47卷 524-531页

作者：包尔固德李伟生范东睿杨扬马啸宇北京交通大学软件学院北京100044 中国科学院计算技术研究所计算机系统结构重点实验室北京100190 北京交通大学计算机与信息技术学院北京100044

Godson-T是中国科学院计算技术研究所计算机系统结构重点实验室先进微系统组正在研制开发的适合于超深亚微米工艺实现的大规模片上众核系统.Godson-T片上存储的单端口结构节省了芯片面积但制约了共享数据的读取效率.直接在Godson-T上实... 详细信息

Godson-T是中国科学院计算技术研究所计算机系统结构重点实验室先进微系统组正在研制开发的适合于超深亚微米工艺实现的大规模片上众核系统.Godson-T片上存储的单端口结构节省了芯片面积但制约了共享数据的读取效率.直接在Godson-T上实现传统的Broadcast算法需要大量的同步互斥开销,无法达到很好的性能提升.基于Godson-T体系结构,对数据共享的重要并行算法Broadcast进行优化,提高了Godson-T体系结构下的数据共读的效率.主要采取了以下3项技术:消除大规模的线程同步,建立源地址到目的地址的映射表和用汇编语言实现Broadcast的核心部分.优化后Broadcast在小核数为32时即可达到5.8倍加速比.

关键词： Godson-T 众核 Broadcast 同步互斥共读映射表加速比

一个调度Fork-Join任务图的最优算法(英文)

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软件学报 2005年第5期16卷 684-690页

作者：李庆华阮幼林刘干蒋盛益杨世达华中科技大学计算机科学与技术学院华中科技大学电子与信息工程系湖北武汉430074

Fork-Join任务图是一种并行处理的基本结构.虽然许多算法在任务满足某些条件时能产生最优调度,但往往没有考虑节省处理器个数和减少任务集的总完成时间,从而降低算法的加速比和效率.因此,提出一种基于任务复制的平衡调度算法,其时间复... 详细信息

Fork-Join任务图是一种并行处理的基本结构.虽然许多算法在任务满足某些条件时能产生最优调度,但往往没有考虑节省处理器个数和减少任务集的总完成时间,从而降低算法的加速比和效率.因此,提出一种基于任务复制的平衡调度算法,其时间复杂度为O(vq+vlogv),v和q分别表示任务集中任务的个数和使用的处理器个数.通过分析已用处理器的负载和空闲时间段,把任务尽量分配到已用的处理器上以均衡负载,从而提高其利用率.实验结果表明,该算法的加速比和总体效率优于其他算法.因此,该算法对于高性能应用程序的调度是一个较好的选择.

关键词：任务调度任务复制 Fork-Join任务图加速比

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相控阵雷达仿真系统并行计算研究

北京理工大学学报 2008年第6期28卷 517-520页

作者：徐雷吴嗣亮李海北京理工大学信息科学技术学院电子工程系北京100081

针对共享存储多处理器的集群环境,研究了减少相控阵雷达仿真系统运行时间的并行计算方法.根据相控阵雷达多个波束处理过程的相对独立性和信号处理仿真中多个距离单元采样点的计算特点,提出了一种粗粒度消息传递接口(MPI)分布式内存和细... 详细信息

针对共享存储多处理器的集群环境,研究了减少相控阵雷达仿真系统运行时间的并行计算方法.根据相控阵雷达多个波束处理过程的相对独立性和信号处理仿真中多个距离单元采样点的计算特点,提出了一种粗粒度消息传递接口(MPI)分布式内存和细粒度OpenMP共享内存混合编程的两级并行方法.实验结果表明,并行计算使系统的仿真速度有较大提高.

关键词：雷达系统仿真消息传递接口(MPI) OpenMP 加速比

钢筋混凝土框架结构非线性静、动力分析的高效计算平台HSNAS(GPU)——Ⅱ验证分析

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振动与冲击 2016年第14期35卷 54-60页

作者：李红豫滕军李祚华哈尔滨工业大学深圳研究生院深圳518055

利用GPU强大的并行计算能力,开发了一种结构非线性有限元静力、动力分析的高精度和高效率分析平台HSNAS（GPU）。为了验证所开发平台的计算精度和效率,分别对反复荷载作用下的钢筋混凝土构件层次和整体结构层次的拟静力试验以及典型框... 详细信息

利用GPU强大的并行计算能力,开发了一种结构非线性有限元静力、动力分析的高精度和高效率分析平台HSNAS（GPU）。为了验证所开发平台的计算精度和效率,分别对反复荷载作用下的钢筋混凝土构件层次和整体结构层次的拟静力试验以及典型框架结构的振动台试验进行模拟。结果表明HSNAS（GPU）平台得到的计算结果与试验结果吻合较好,该平台能较好地模拟构件轴力-弯矩-剪力的多维耦合效应以及刚度和强度退化等非线性行为,求解精度较高。与传统CPU计算平台相比,HSNAS（GPU）平台显示出12倍~14倍以上的加速效率。鉴于GPU的巨大计算潜能空间,所开发的计算平台为工程应用中大规模梁柱结构非线性有限元分析提供了高精度和高效率的分析手段。

关键词：钢筋混凝土非线性分析滞回性能地震响应加速比

同方期刊数据库

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直接数值模拟中三对角方程组并行算法研究

浙江大学学报（工学版） 2005年第9期39卷 1439-1444页

作者：周俊虎朱晨洁王智化张彦威樊建人岑可法浙江大学热能工程研究所浙江杭州310027

为了提高大规模直接数值模拟(DNS)中三对角方程组的并行求解效率,提出了一种并行分裂算法.该算法基于Wang 的分裂算法,采用平均分配策略划分三对角方程组,利用非阻塞通信模式取代阻塞通信模式,以原有空间存储新的计算结果.在Linux集群... 详细信息

为了提高大规模直接数值模拟(DNS)中三对角方程组的并行求解效率,提出了一种并行分裂算法.该算法基于Wang 的分裂算法,采用平均分配策略划分三对角方程组,利用非阻塞通信模式取代阻塞通信模式,以原有空间存储新的计算结果.在Linux集群服务器上进行了两种不同规模三对角方程组的实现,并研究了不同节点数目与计算规模下的计算时间和加速比.结果表明,该算法的计算与通信重叠度高,计算步骤和存储开销小,具有较高的并行计算效率.在百兆网络条件下,从1×105规模矩阵开始具有明显并行优势,并且随矩阵规模增大,加速比不断提高.该算法适用于大规模三对角矩阵的并行计算.

关键词：三对角方程组并行算法消息传递接口加速比

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大规模问题数据并行性能的分析

软件学报 2000年第5期11卷 628-633页

作者：舒继武 *** 郑纬民沈美明汪东升清华大学计算机科学与技术系

从应用的角度建立了评价大规模问题数据并行处理性能的模型 ,分析了区域的不同划分对解整个问题算法的收敛速度有影响时的并行性能 ,进而就操作重叠、数据规模以及算法选取等几个方面的问题对大规模数据并行性能所产生的影响进行了分析 ... 详细信息

从应用的角度建立了评价大规模问题数据并行处理性能的模型 ,分析了区域的不同划分对解整个问题算法的收敛速度有影响时的并行性能 ,进而就操作重叠、数据规模以及算法选取等几个方面的问题对大规模数据并行性能所产生的影响进行了分析 .最后 ,给出的例子证明了模型的有效性 .

关键词：数据并行并行处理性能分析加速比

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带状线性方程组的一种有效分布式并行算法

系统工程与电子技术 2004年第7期26卷 967-969页

作者：盛跃宾宋晓秋刘德贵中国航天科工集团第二研究院204所北京100854

根据分而治之思想提出了一种带状线性方程组的分布式并行算法 (DistributedParallelAlgorithmofBandedLinearEquations,简称为DPAB算法 )。当带状线性方程组的系数矩阵满足对角占优时 ,该算法在运行过程中不会中断。分析了算法的复杂性 ... 详细信息

根据分而治之思想提出了一种带状线性方程组的分布式并行算法 (DistributedParallelAlgorithmofBandedLinearEquations,简称为DPAB算法 )。当带状线性方程组的系数矩阵满足对角占优时 ,该算法在运行过程中不会中断。分析了算法的复杂性 ,给出了基于局域网的MPI异构环境下数值实验结果。其实验结果表明 ,该算法是高效的。

关键词：带状线性方程组分布式并行算法加速比

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基于OpenMP的凝固数值模拟并行计算

铸造 2006年第7期55卷 704-706页

作者：黄江林陈立亮华中科技大学材料科学与工程学院湖北武汉430074

采用并行计算可以提高凝固模拟软件运行性能,缩短凝固模拟所需时间。OpenMP是一种已被广泛接受、用于共享存储编程的工业标准。本研究在双核心微机平台上使用OpenMP编译指导语句实现了华铸CAE软件中凝固过程数值模拟的并行计算,并对其... 详细信息

采用并行计算可以提高凝固模拟软件运行性能,缩短凝固模拟所需时间。OpenMP是一种已被广泛接受、用于共享存储编程的工业标准。本研究在双核心微机平台上使用OpenMP编译指导语句实现了华铸CAE软件中凝固过程数值模拟的并行计算,并对其并行性能进行了测试和分析。实际应用证明该方法能获得较高的加速比,加快了计算速度。

关键词： OpenMP 并行计算凝固数值模拟加速比