摘要：分析稀疏矩阵向量乘(SpMV)程序优化的难点,介绍两个自动调优的代表性工作:基于预实现模板的SMAT和从头设计程序的AlphaSparse。详细介绍了它们的设计思路、实现细节、测试结果以及各自的优缺点。最后,对SpMV自动调优的发展趋势进行了分析和预测。

摘要：大型水库的修建引起坝下游的水位调整,进而对河势、航运、防洪及生态等产生显著影响。为探究汉口—九江河段水位变化特征及成因,采用M-K分析法分析1988—2022年汉口、黄石港和九江站的水位变化趋势,并使用基于距平残差的水位变幅分析方法和一维水动力模型,分析河道冲淤、下游水位和阻力变化对不同特征流量下水位变化的影响。研究结果表明:①三峡成库前,除九江站枯水位呈显著性下降趋势,各级流量下的水位均没有显著性变化趋势。②三峡成库后,九江站的水位变化趋势与建库前相同;汉口站、黄石港站在12000 m^(3)/s和20000 m^(3)/s下的水位呈显著性下降趋势,12000 m^(3)/s时降幅分别为0.072、0.045 m/a,20000 m^(3)/s时降幅分别为0.048、0.027 m/a;水位变化的临界转换流量约为30000 m^(3)/s,在该流量附近水位未出现明显变化;当流量大于30000 m^(3)/s时,水位呈非显著性上升趋势,45000 m^(3)/s下的升幅分别为0.037、0.049 m/a。③临界转换流量以下水位下降的主导作用为河道冲刷,临界流量附近的水位未出现明显变化源于阻力增大作用接近抵消了河道冲刷的影响,临界转换流量以上的水位上升源于阻力增大作用更加明显,个别年份的洪水位上升显著源于下游水位顶托作用明显。

摘要：判断堰塞坝是否溃决是应急处置的前提,确定最终溃口形态是洪峰预测的关键。收集了1654年至今49个包含自然溃决过程的堰塞坝案例,将处置后坝体看作“新坝体”,对获取的湖区及坝体数据分类,采用统计分析与试验研究相结合的方法,基于堰塞坝案例特点、溃决过程及机制分析筛选影响坝体是否溃决及最终溃口形态的参数,并提出快速判断方法。结果表明:坝体是否溃决与上游来流、湖区库容、坝体材料、坝体长高比相关,其中长高比对坝体是否溃决的影响只反映在由IV,V类材料组成的坝体上,且该影响受制于上游来流。垂向溃决程度主要与坝体材料、坝体长高比相关。基于上述影响参数及案例经验总结得到的坝体是否溃决预测及垂向溃决程度预测方法可满足应急处置的需要。此外,坝体非均质结构,尤其底部为“假基岩”的二元叠置及三元叠置结构对垂向溃决程度影响较大,考虑垂向材料的不均匀分布可提升溃口形态预测准确性。溃口宽度受垂向溃决程度影响,对于垂向大于1/2溃坝体,河道宽度对展宽的影响不可忽略。根据输沙平衡原理,考虑实际下泄水量及垂向切深,建立了不同垂向溃决程度下的溃口顶宽、底宽经验公式,并结合试验及现场各类坝体溃口展宽数据验证,回归分析样本决定系数R^(2)均大于0.86。本研究实现了溃决判断及溃口预测研究的科学性、实用性和系统性的统一,研究结果补充了现有溃决预测模型中参数确定的理论依据,且基于有限数据得到的溃决快速评估方法可为假定参数类洪峰模型计算及现场决策者除险提供有效参考。

摘要：The wide acceptance and data deluge in medical imaging processing require faster and more efficient systems to be *** to the advances in heterogeneous architectures recently,there has been a resurgence in the first research aimed at FPGA-based as well as GPGPU-based accelerator *** paper quantitatively analyzes the workload,computational intensity and memory performance of a single-particle 3D reconstruction application,called EMAN,and parallelizes it on CUDA GPGPU architectures and decouples the memory operations from the computing flow and orchestrates the thread-data mapping to reduce the overhead of off-chip memory *** it exploits the trend towards FPGA-based accelerator design,which is achieved by offloading computingintensive kernels to dedicated hardware ***,a customized memory subsystem is also designed to facilitate the decoupling and optimization of computing dominated data access *** paper evaluates the proposed accelerator design strategies by comparing it with a parallelized program on a 4-cores *** CUDA version on a GTX480 shows a speedup of about 6 *** performance of the stream architecture implemented on a Xilinx Virtex LX330 FPGA is justified by the reported speedup of 2.54 ***,measured in terms of power efficiency,the FPGA-based accelerator outperforms a 4-cores CPU and a GTX480 by 7.3 times and 3.4 times,respectively.

摘要：为了解决图挖掘应用中子图匹配任务的性能问题,本文提出了一种基于图形处理单元(GPU)的顶点预剪枝子图匹配系统(GVSM)。GVSM采用黑名单剪枝算法和调度排序来减少冗余搜索。利用前缀树数据结构,GVSM可以对中间结果进行压缩,以便快速索引并降低内存消耗。GVSM将子图匹配的搜索部分卸载到GPU上执行,通过设计软件流水线进行重叠计算和数据移动,在PCI-E接口传输数据图拓扑数据的同时激活中央处理器(CPU)与GPU上的计算,并用动态负载均衡的方法减少计算资源的浪费。实验结果表明,本文方法能够有效提升子图匹配算法的性能,GVSM在性能上相比国际同类算法有显著提升,并且能处理更大规模的数据。

摘要：推理自动优化一直是人工智能(AI)与系统结构领域交叉的研究重点,但以访存为出发点的自动优化研究方案较少。本文从全局和局部两方面出发,针对数据布局和内核的自动优化问题,以访存的视角对卷积神经网络(CNN)自动代码优化中优化时间成本过高的问题进行研究。为有效分析访存,本文改进了经典的红蓝卵石访存模型的建模方法,提出了新的I/O下界估计方法,降低了多阶段复合算法的下界估计难度,并基于改进后的模型估计了卷积的I/O下界。根据卷积下界估计的结论,本文对数据流进行合理设计,有针对性地优化了自动模板生成技术下巨大的搜索空间,避免了大量无效搜索过程,使内核搜索效率较在未经优化的搜索空间中得到显著加速,并在一般性的卷积参数下较cuDNN有平均2.24倍的性能提升,保证了内核性能。同时本文借助神经网络实现了不同数据布局下的卷积性能预测,R2得分高于传统机器学习模型,且在ResNet-18、AlexNet和VGG-11模型中采用基于数据布局回溯算法和预测模型的混合布局策略较默认布局策略分别有1.28倍、1.32倍和1.29倍的性能提升。

摘要：采用长江上游梯级水库联合调度泥沙数学模型,开展了考虑干支流水库群拦沙影响的长江上游梯级水库联合调度泥沙冲淤500年长期预测计算,并对乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝、三峡水库淤积过程及库区淤积初步平衡时间进行了初步分析.结果表明：在1991-2000年水沙条件下,不考虑龙盘梯级时,乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝、三峡水库的库区淤积初步平衡时间分别约为140、230、260、270、340年;考虑龙盘梯级时,乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝、三峡水库的库区淤积初步平衡时间分别约为180、270、290、300、370年.各水库淤积平衡时间均比原设计有较大延长.

摘要：面对高性能计算机系统随着性能的提高其复杂性成倍增大的挑战,研究了复杂科学计算应用的优化,提出了一种面向软硬件特性设计的性能优化框架CPTF。该框架根据应用在运行时的剖析结果,结合应用的软件特性和平台的硬件特性,全局性地分析系统性能瓶颈及种类,并给出源码级的优化建议,并针对优化循环一类常见的问题,提出一种改进的循环合并算法。使用CPTF优化了一个物质点法粒子模拟应用,取得了近20%的性能提升。

摘要：自2008年1月高通量测序技术应用以来,测序的通量和成本都在不断下降.然而基因数据的爆发式增长速度已经超过了摩尔定律,对海量数据的计算处理能力成为制约基因测序应用推广的瓶颈.以基于Hash索引的重测序算法为目标,对计算和访存行为进行分析,从而提出了一个现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)作为协处理器的架构,并在Convey公司的HC-1ex平台上进行了设计与实现.其基本处理单元内部采用全流水的设计及FIFO隔离计算模块和访存模块,可以完整执行重测序算法的核心流程.通过将基本处理单元和访存端口的一对一绑定,在4块Xilinx Virtex-6LX760上实现了64路并行处理流程,总平均读内存带宽可达22.59GBps.与8核Intel Xeon处理器相比,可以提升28.5倍的性能.

摘要：以某一东西流向两省界河为研究对象,利用Delft3D软件建立了平面二维水动力模型,分析了现状防洪能力,计算了不同洪潮遭遇重现期下两岸堤防高程差变化对防洪能力的影响。结果表明:同一洪潮遭遇重现期下,与研究河段现状水面线相比,上游水面线降低后防洪能力的提升幅度与两岸堤顶高程差呈正相关,下游降低的洪峰流量值与两岸堤顶高程差成正比。在同一堤顶高程差下,上游来流的洪峰流量越大,防洪能力的增幅和下游洪峰流量的降幅也相对越大。