检索结果-南通市图书馆

作者：杨云丽南京大学

学位级别：硕士

等高线是地图的重要组成部分,被设计来近似的表达地形变化特征,成为地质勘探、气象、旅游开发等领域重要的成果表达图件。同时,随着对地观测、激光雷达技术的发展,使得多尺度的DEM数据获取更加灵活、精度提升,从而亦导致数据量的迅猛上... 详细信息

等高线是地图的重要组成部分,被设计来近似的表达地形变化特征,成为地质勘探、气象、旅游开发等领域重要的成果表达图件。同时,随着对地观测、激光雷达技术的发展,使得多尺度的DEM数据获取更加灵活、精度提升,从而亦导致数据量的迅猛上涨,然而传统的GIS信息容量小,无法对海量DEM进行等高线的快速、准确生成,迫切需要研发高性能等高线并行生成算法解决当下瓶颈问题。近年来,gpu集群的快速发展为大区域、海量DEM转等高线提供了新的机遇。国内外学者对等高线生成并行算法及gpu架构进行了大量研究,但是对等高线生成并行算法的研究仍存在拼接效率低的问题,未考虑gpu的高效计算能力,遇到明显的效率提升瓶颈;另一方面gpu中对于DEM转等高线算法并行化中的DEM存储结构研究亦不多,导致gpu读取效率提升不明显。鉴于此,本文在分析传统DEM转等高线算法的基础上,研究基于cpu/gpu协同架构下的DEM转等高线并行算法,重点研究栅格数据划分、gpu数据存储映射及gpu内部与cpu节点之间数据块的等高线拼接问题,探讨DEM转等高线并行任务调度及cpu/gpu协同调度模式策略,设计并实现了基于cpu/gpu协同的DEM转等高线并行算法,并对该算法进行了正确性、效率性能上的测试与分析。论文的主要研究内容包括:(1)DEM数据划分。在总结影响数据划分的因素以及常见栅格数据划分方法的基础之上,结合DEM转等高线算法的计算特点以及gpu内存限制的要求,设计基于gpu内存限制的重叠划分方式,减少进程间通信,适应大数据量计算。(2)gpu内部数据的存储映射。结合gpu多线程的体系结构以及DEM的数据存储形式,为加快gpu访问速度,在gpu内存储DEM数据以及等高线结果时对其数据结构进行重新组织,设计合理的数据存储映射方式,方便gpu线程快速读取。(3)gpu内和计算节点之间等高线拼接方法。针对数据划分导致的等高线断裂问题,在分析断裂等高线类型的基础上,针对不同类型设计不同的拼接方法对其进行拼接。其中,等高线的拼接包括gpu内部的等高线拼接以及cpu之间的等高线拼接。(4)cpu/gpu协同调度设计。结合cpu/gpu协同并行模型对DEM转等高线从任务分解、任务调度、任务协同三部分进行分析,重点阐述动态数据分发、gpu内部线程调度以及gpu内与cpu间的文件式并行拼接策略,并最终形成完整的cpu/gpu协同调度模式。(5)并行算法测试与分析。搭建并行化所需的软硬件平台,设计实现DEM转等高线并行算法,选择不同数据对并行算法进行正确性、效率的评估,分析算法的并行时间、加速比值以及与已有cpu并行算法的比较。综上所述,本文提出了 gpu内部与cpu之间的并行拼接策略,解决了等高线并行拼接难的问题,保证了地理要素的完整性;设计了针对DEM转等高线的cpu/gpu协同并行模式,通过DEM的重新存储与调度方式,提高并行效率。实验结果表明,gpu内部与cpu之间的并行拼接策略在保证了等高线的正确性前提下提高了并行效率,cpu/gpu协同的并行模式充分发挥了 gpu高效计算能力和cpu的灵活调度能力,大大减少了执行时间,与传统cpu计算相比,优势明显。

关键词： DEM转等高线 cpu/gpu协同数据划分 gpu存储等高线拼接

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基于CUDA的二值图像连通体标记算法

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计算机辅助设计与图形学学报 2017年第1期29卷 72-78页

作者：赵永涛陈庆奎姬丽娜刘伯成上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093 上海理工大学管理学院上海200093

为了对二值图像中连通体的标记进行加速,提出一种基于CUDA的二值图像连通体标记算法.首先为每个非零元素赋予初始标号,再将标号修改为8邻域内最小标号来完成初始标记;然后根据结构元素匹配法找到标号矩阵中同一连通体有可能出现不同根... 详细信息

为了对二值图像中连通体的标记进行加速,提出一种基于CUDA的二值图像连通体标记算法.首先为每个非零元素赋予初始标号,再将标号修改为8邻域内最小标号来完成初始标记;然后根据结构元素匹配法找到标号矩阵中同一连通体有可能出现不同根标号的位置,使用原子操作对根标号进行合并,通过cpu与gpu的协同工作来判断合并程度并进行循环修改;最后对所有标号使用回溯法进行一次性修改,实现复杂形状的连通体标记.实验结果表明,该算法较已有的算法减少了全局内存的读写次数和处理线程数量,加快了处理速度.

关键词：连通体标记 CUDA 二值图像结构元素匹配 cpu/gpu协同

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对吉林一号光学卫星的应急快速处理方法研究

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测绘地理信息 2017年第4期42卷 47-51页

作者：程富雕王密张致齐方留杨武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室湖北武汉430079

在cpu/gpu协同处理框架下,系统地探讨了光学遥感影像高性能处理方法。首先,实现光学卫星数据处理算法的gpu高效映射,将MTF补偿、传感器校正(包括波段配准和影像拼接)、系统几何校正等算法高效映射至gpu并行执行;在此基础上,为充分利用CP... 详细信息

在cpu/gpu协同处理框架下,系统地探讨了光学遥感影像高性能处理方法。首先,实现光学卫星数据处理算法的gpu高效映射,将MTF补偿、传感器校正(包括波段配准和影像拼接)、系统几何校正等算法高效映射至gpu并行执行;在此基础上,为充分利用cpu高频化优势和加速I/O运算,利用Ramdisk技术在内存盘处理程序数据与结果输出,利用Intel C++Compiler编译优化框架。在GeForce GT 755M(gpu)、Mobile Quad Core Intel Core i7-4700MQ(cpu)的Windows系统环境下,对吉林一号卫星全色影像和多光谱影像原始数据进行0~2级产品的光学遥感影像预处理。实验结果表明,与传统预处理算法相比,此高性能算法的处理时间缩短到了40s以下,最高加速比达到11.216,可满足对海量光学卫星遥感影像数据的应急快速处理需求。

关键词：吉林一号光学遥感影像预处理 cpu/gpu协同 Intel C++ Compiler Ramdisk

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基于高性能计算平台的文件口令恢复技术研究

基于高性能计算平台的文件口令恢复技术研究

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作者：李筱筱北京邮电大学

学位级别：硕士

近年来,随着计算机技术的发展,企业的信息化管理日益成熟,作为企业信息重要载体的文件,其机密性受到各方关注。同时,伴随计算机向人们日常生活的渗透,大量包含个人隐私和敏感信息的文件被保存在个人电脑中,确保这些文件的安全性也至关... 详细信息

近年来,随着计算机技术的发展,企业的信息化管理日益成熟,作为企业信息重要载体的文件,其机密性受到各方关注。同时,伴随计算机向人们日常生活的渗透,大量包含个人隐私和敏感信息的文件被保存在个人电脑中,确保这些文件的安全性也至关重要。口令验证机制是保证文件安全性的重要手段,它需要用户提供一个身份验证信息——口令,然后通过哈希运算将结果保存在文件某个部位。任何事物都具有两面性,过多的使用口令给用户带来了记忆负担,一旦忘记密码,用户将无法打开或访问该文件,由此造成巨大损失,同时加密文件也给国家安全部门的侦查取证工作带来了不便。在这种情况下,文件口令恢复技术顺势而生。彩虹表技术是目前最前沿最高效的时空折中技术,它综合了可区分点方法和Hellman表的优势,在口令恢复的时间和存储上达到有效平衡。在cpu-gpu异构系统上实现彩虹表,可以将彩虹表的理论优势同异构系统的高性能计算很好地结合,实现高速口令恢复。本文在cpu-gpu异构系统上设计实现了针对Office文件的两种口令恢复方案。其中在暴力破解口令恢复方案中,设计了一种全局密钥索引来平衡gpu和cpu负载,并根据Office口令验证过程的特点提出了针对存储、指令和并行度的优化方法,使口令恢复速度比优化前提高近三倍。在彩虹表口令恢复中,本文共设计了两种方案——cpu-gpu方案和加入检查点方案。cpu-gpu方案利用Office口令加密机制的漏洞设计了彩虹表的单向函数、截短函数。针对彩虹表在线分析时再生成彩虹链在gpu中处理低效的问题,本文设计将再生成链移至cpu中以减轻平衡cpu、gpu的负载,使口令恢复速度提高了近60%。为进一步减轻cpu负载,本文设计了针对Office文件的多检查点彩虹表方案,在线分析时除进行结束节点的匹配外,还需要验证多检查点的正确性,以此减少假警的发生,.提高整体恢复效率。论文的创新点如下：1.采用MPI-OpenMP-CUDA的编程模型,设计了基于该模型的彩虹表Office文件口令恢复方案,并针对cpu和gpu的结构特点,更改彩虹表的实现流程,达到更好的负载平衡。2.提出带有多检查点的彩虹表Office文件口令恢复方案,并进行实验验证。

关键词： CUDA cpu/gpu协同暴力破解彩虹表 PowerPoint 口令恢复

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基于cpu/gpu异构并行加速的逆时偏移研究与应用

基于CPU/GPU异构并行加速的逆时偏移研究与应用

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作者：刘德聚东北石油大学

学位级别：硕士

随着油气勘探的深入,地震偏移成像技术是获取地下构造信息最直接有效的方法之一,目前地震偏移技术主要应用在叠前地震数据处理,叠前逆时偏移被认为是最为精确的获取地下构造的成像方法,在逆时偏移处理阶段会产生巨大的计算量和存储量。... 详细信息

随着油气勘探的深入,地震偏移成像技术是获取地下构造信息最直接有效的方法之一,目前地震偏移技术主要应用在叠前地震数据处理,叠前逆时偏移被认为是最为精确的获取地下构造的成像方法,在逆时偏移处理阶段会产生巨大的计算量和存储量。另外,油气勘探工作逐渐由二维勘探向三维勘探发展,在扩大勘探范围、提升勘探精度的同时,也大大增加了地震数据的计算量,对集群的计算性能和计算效率提出了更高的要求。近些年,gpu加速技术为地震数据处理的计算效率带来大幅的提升。随着大型计算集群的快速发展,gpu集群被主要应用于大规模地震数据处理,但存在异构节点协同计算等问题。本文结合叠前逆时偏移和高性能计算技术,研究提高逆时偏移数据处理计算效率,重点对cpu/gpu异构集群的并行计算、任务调度和存储优化等问题开展研究,取得主要研究成果有以下几方面:1.考虑到集群系统中节点的异构性,结合逆时偏移数据处理并行化特点,设计了逆时偏移数据并行处理框架模型,模型采用自适应节点两级任务均衡调度机制,实现了各节点间计算任务合理分配一级调度,实现了节点内计算任务的cpu/gpu二级协同调度。2.针对集群计算资源利用率等问题,本文综合考虑节点的计算能力和计算任务分配,研究节点间的负载均衡机制和节点权值计算方法,提出了异构集群环境下的逆时偏移计算任务均衡调度算法。通过实验表明,在计算任务执行的大部分时间内,各计算节点的cpu使用率维持在60%左右,gpu使用率在80%以上,各节点达到了较好的负载均衡效果。3.分析异构集群节点协同计算问题,研究cpu/gpu并行加速处理逆时偏移技术,将gpu加速技术应用于逆时偏移算法,优化了gpu存储策略,减少cpu与gpu之间的数据传输,提出了基于cpu多线程和多gpu卡协同加速逆时偏移计算方法。通过实验表明,在相同条件下,采用cpu多线程和多gpu卡协同加速处理的偏移任务,能够实现一定的线性加速效果。4.结合叠前逆时偏移应用,利用cpu/gpu异构并行加速逆时偏移计算方法,设计逆时偏移系统功能,开发逆时偏移软件,实现了叠前逆时偏移数据处理可视化操作界面,满足实际的业务需求。

关键词：逆时偏移并行计算 cpu/gpu协同任务调度集群

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