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一种面向大尺度变形的非刚性注册算法

计算机学报 2011年第3期34卷 539-547页

作者：李俊程志全李宏华陈寅姜巍党岗金士尧国防科学技术大学计算机学院并行与分布处理重点实验室长沙410073

动态几何模型表示了随时间演变的动态对象,通过非刚性注册匹配离散的帧模型是重建动态几何模型的核心问题.文中提出了一种鲁棒的成对非刚性注册算法,算法分为显式对应关系计算与全局变形优化两步:第1步,分析源模型和目标模型的滑动特征... 详细信息

动态几何模型表示了随时间演变的动态对象,通过非刚性注册匹配离散的帧模型是重建动态几何模型的核心问题.文中提出了一种鲁棒的成对非刚性注册算法,算法分为显式对应关系计算与全局变形优化两步:第1步,分析源模型和目标模型的滑动特征,提取显著特征点,建立特征点间的对应关系;第2步,利用显示的对应关系,求解全局变形优化完成非刚性注册,通过最小化能量函数,实现源模型和目标模型的最优匹配.实验表明,对于扫描获取和人工合成的数据,新算法突破了小尺度变形的限制,可以完成大尺度变形模型的成对注册.

关键词：动态几何模型非刚性注册对应关系全局变形优化匹配

一种基于双栅材料的单极性类金属氧化物半导体碳纳米管场效应管设计方法

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物理学报 2010年第7期59卷 5010-5017页

作者：周海亮张民选方粮国防科学技术大学计算机学院并行与分布处理重点实验室长沙410073

由于导电沟道-源/漏电极界面处可能发生的载流子带间隧穿,传统类金属氧化物半导体(MOS)碳纳米管场效应管呈现双极性传输特性,极大影响了器件性能的提高及其在电路中的应用.为获得具有理想单极性传输特性的类MOS碳纳米管场效应管,本文提... 详细信息

由于导电沟道-源/漏电极界面处可能发生的载流子带间隧穿,传统类金属氧化物半导体(MOS)碳纳米管场效应管呈现双极性传输特性,极大影响了器件性能的提高及其在电路中的应用.为获得具有理想单极性传输特性的类MOS碳纳米管场效应管,本文提出了一种基于双栅材料的器件设计方法.模拟结果表明,通过合理选取调节电极材料,在不影响器件亚阈值斜率的同时,该设计方法不仅能使开关电流比增大6—9个数量级,有效调节阈值范围,而且能有效消除传统类MOS碳纳米管场效应管的双极性传输特性.进一步研究表明,该设计所获得的器件性能提高与调节电极材料的选取密切相关,同时量子电容对其亚阈值斜率、传输极性也有一定影响.

关键词：双栅材料碳纳米管场效应管带间隧穿双极性传输

高阶精度CFD应用在天河2系统上的异构并行模拟与性能优化

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计算机研究与发展 2015年第4期52卷 833-842页

作者：王勇献张理论车永刚徐传福刘巍程兴华国防科学技术大学计算机学院长沙410073 国防科学技术大学并行与分布处理重点实验室长沙410073

在当前主流的众核异构高性能计算机平台上开展超大规模计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)应用的高效并行数值模拟仍然面临着一系列挑战性技术问题,也是该领域的热点研究问题之一.面向天河2高性能异构并行计算平台,针对高... 详细信息

在当前主流的众核异构高性能计算机平台上开展超大规模计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)应用的高效并行数值模拟仍然面临着一系列挑战性技术问题,也是该领域的热点研究问题之一.面向天河2高性能异构并行计算平台,针对高阶精度CFD流场数值模拟程序的高效并行进行了探索,重点讨论了CFD应用特点与众核异构高性能计算机平台特征相适应的性能优化策略,从任务分解、并行度挖掘、多线程优化、SIMD向量化、CPU与加速器协同优化等方面,提出一系列性能提升技术.通过在天河2高性能异构并行计算平台上进行了多个算例的数值模拟,模拟的最大CFD规模达到1 228亿个网格点,共使用约59万CPU+MIC处理器核,测试结果表明移植优化后的程序性能提高2.6倍左右,且具有良好的可扩展性.

关键词：计算流体动力学高阶精度格式并行计算 CPU+MIC异构协同并行性能优化天河2超级计算机

DLPF:基于异构体系结构的并行深度学习编程框架

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计算机研究与发展 2016年第6期53卷 1202-1210页

作者：王岳青窦勇吕启李宝峰李腾国防科学技术大学并行与分布处理国防重点实验室长沙410073 国防科学技术大学计算机学院长沙410073

深度学习在机器学习领域扮演着十分重要的角色,已被广泛应用于各种领域,具有十分巨大的研究和应用前景.然而,深度学习也面临3方面的挑战:1)现有深度学习工具使用便捷性不高,尽管深度学习领域工具越来越多,然而大多使用过程过于繁杂,不... 详细信息

深度学习在机器学习领域扮演着十分重要的角色,已被广泛应用于各种领域,具有十分巨大的研究和应用前景.然而,深度学习也面临3方面的挑战:1)现有深度学习工具使用便捷性不高,尽管深度学习领域工具越来越多,然而大多使用过程过于繁杂,不便使用;2)深度学习模型灵活性不高,限制了深度学习模型发展的多样性;3)深度学习训练时间较长,超参数搜索空间大,从而导致超参数寻优比较困难.针对这些挑战,设计了一种基于深度学习的并行编程框架,该框架设计了统一的模块库,能可视化地进行深度学习模型构建,提高了编程便捷性;同时在异构平台对算法模块进行加速优化,较大程度减少训练时间,进而提高超参数寻优效率.实验结果表明,该编程框架可以灵活构建多种模型,并且对多种应用取得了较高的分类精度.通过超参数寻优实验,可以便捷地获得最优超参数组合,从而推断各种超参数与不同应用的联系.

关键词：深度学习编程框架可视化异构平台加速

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云计算数据中心网络设计综述

计算机研究与发展 2016年第9期53卷 2085-2106页

作者：王斌锋苏金树陈琳国防科学技术大学计算机学院长沙410073 国防科学技术大学并行与分布处理国防重点实验室长沙410073

在云计算技术趋势的影响下,数据中心网络正发生着深刻的变革,不仅体现在规模、带宽、多链路、扩展性、灵活性的提升和成本的降低上,而且还体现在对虚拟机动态迁移的支持以及网络虚拟化等方面.围绕云计算数据中心网络所面临的主要挑战,首... 详细信息

在云计算技术趋势的影响下,数据中心网络正发生着深刻的变革,不仅体现在规模、带宽、多链路、扩展性、灵活性的提升和成本的降低上,而且还体现在对虚拟机动态迁移的支持以及网络虚拟化等方面.围绕云计算数据中心网络所面临的主要挑战,首先,从交换机为中心和服务器为中心的2个角度分别展开论述了云计算数据中心的网络体系架构;其次,从网络资源灵活部署的角度,详细分析了云计算数据中心虚拟机动态迁移的相关协议与关键技术;然后,从虚拟网络体系架构的角度分析了虚拟化技术在云计算数据中心网络中的应用;最后预测了云计算数据中心网络未来的发展趋势.

关键词：数据中心网络云计算网络体系架构移动性虚拟化

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分布式多媒体应用级QoS协商算法

软件学报 2000年第11期11卷 1472-1477页

作者：张怡陈福接国防科学技术大学计算机学院并行与分布处理重点实验室湖南长沙410073

资源预约是保证分布式多媒体应用服务质量 ( Qo S)的重要手段 .提出一个应用级 Qo S协商算法 ,该算法有两个主要优点 :一是局部参数全局化 ,使预约变得灵活 ,便于直接对用户所关心的 Qo S参数进行预约 ;二是全局预约局部化 ,使预约变得... 详细信息

资源预约是保证分布式多媒体应用服务质量 ( Qo S)的重要手段 .提出一个应用级 Qo S协商算法 ,该算法有两个主要优点 :一是局部参数全局化 ,使预约变得灵活 ,便于直接对用户所关心的 Qo S参数进行预约 ;二是全局预约局部化 ,使预约变得简单 ,有利于实现最优延时分配 .

关键词：分布式多媒体 QoS 应用级资源预约最优延时分配

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ATTI:负载关注的查询自适应轨迹索引

电子学报 2013年第4期41卷 625-631页

作者：孟祥旭王晓东周兴铭国防科学技术大学计算机学院并行与分布处理重点实验室湖南长沙410073

当前基于空间切分的轨迹索引不能实现时空同步,在负载和查询范围动态变化时性能显著下降.本文提出负载自适应的时空八叉树,实现轨迹索引的时空同步;进而扩充单棵时空八叉树数据结构形成虚拟森林,优化现有基于查询范围均值的单树索引,以... 详细信息

当前基于空间切分的轨迹索引不能实现时空同步,在负载和查询范围动态变化时性能显著下降.本文提出负载自适应的时空八叉树,实现轨迹索引的时空同步;进而扩充单棵时空八叉树数据结构形成虚拟森林,优化现有基于查询范围均值的单树索引,以适应时空查询范围的动态变化.实验表明,该索引可将时空范围查询延迟降低50%以上.

关键词：自适应空间索引时空范围查询八叉树

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近优可扩展性:一种实用的可扩展性度量

计算机学报 2001年第2期24卷 179-182页

作者：陈军李晓梅国防科学技术大学计算机学院并行与分布处理重点实验室长沙410073

良好的可扩展性是并行算法和并行机设计人员追求的一项重要性能指标 .以往的可扩展模型都只是孤立地考虑了问题的某个侧面 ,比如某种性能或最大可利用资源 ,而没有从整体上进行权衡 .这些可扩展模型可以满足计算机研究人员的需要 ,因为... 详细信息

良好的可扩展性是并行算法和并行机设计人员追求的一项重要性能指标 .以往的可扩展模型都只是孤立地考虑了问题的某个侧面 ,比如某种性能或最大可利用资源 ,而没有从整体上进行权衡 .这些可扩展模型可以满足计算机研究人员的需要 ,因为他们关注于更高的效率和利用率 .但应用科学家更强调短小的执行时间 .文中提出的近优可扩展模型 ,它同时考虑了并行系统的效率和执行时间两个因素 .在一个典型 MPP上的两个算法实例分析表明 ,该可扩展模型不仅可以描述并行算法的可扩展能力 ,而且 ,当按照适当的可扩展曲线扩展时 ,可以使得执行时间接近最短 ,而效率不低 .这对算法和并行机的最优匹配有指导作用 ,同时有益于并行算法设计和改进 .

关键词：并行计算并行算法可扩展性计算机

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单变量区间线性不等式抽象域

计算机学报 2010年第3期33卷 427-439页

作者：陈立前王戟侯苏宁国防科学技术大学计算机学院并行与分布处理国防科技重点实验室长沙410073

程序变量的值范围信息对于编译器优化、程序分析与验证等应用至关重要.抽象解释理论提供了一种通用框架为程序变量计算近似的但是可靠的值范围.然而该框架下已有的数值抽象域在表达非凸性质方面存在一定的局限性,影响了值范围分析的精度... 详细信息

程序变量的值范围信息对于编译器优化、程序分析与验证等应用至关重要.抽象解释理论提供了一种通用框架为程序变量计算近似的但是可靠的值范围.然而该框架下已有的数值抽象域在表达非凸性质方面存在一定的局限性,影响了值范围分析的精度.文中基于抽象解释理论,提出一个新的数值抽象域——单变量区间线性不等式抽象域.其主要思想是使用单变量区间线性不等式约束作为域元素的约束表示方法.该抽象域的表达能力强于经典的区间抽象域,并允许表达某类非凸、非连通性质.同时,其域操作存在高效的实现算法.该抽象域具有很强的可扩展性,能够应用在实际大规模的程序分析中.

关键词：值范围分析静态分析抽象解释抽象域区间分析