摘要：经过多年的技术发展,三维水弹性计算软件声学分析模块THAFTS-Acoustic已成为船海领域声固耦合分析的重要工具。随着计算量的不断增加,高性能计算能力成为制约该软件实现工程应用的关键因素之一。本文首先对软件核心求解模块的计算特征进行详细分析,发现软件在不同计算阶段计算密集度相差悬殊,数据间计算耦合方式不规则,单一并行模式无法保障所有核心段的高效并行。然后基于神威太湖之光超级计算系统设计实现混合异构多级并行算法和容错功能,提高软件的计算效率,并规避软硬件故障风险。最后,通过大规模并行算例测试全流程多级并行版本的加速性能。结果表明,以5万核心测试为基准,软件在百万核心运行时并行效率超过了38.3%。

摘要：OpenCL和CUDA等GPU并行编程模型在波场数值模拟、偏移成像等领域已经得到广泛应用,但二者都破坏原有的串行代码而重新设计并行算法,会增加并行实现的难度和工作量。本文将一种新的GPU并行编程模型OpenACC应用于逆时偏移计算,通过添加编译指令实现节点间/节点内的进程/线程级的多级并行方案,是一种更便捷、高效的异构并行技术。对多级并行的数据通信进行优化,实现了叠前偏移成像的多级异构并行加速。数值实验结果表明文中多级并行方案可以有效地解决逆时偏移计算量大和存储量大的问题;经过数据通信的优化后,可以显著提高逆时偏移的计算效率。

摘要：在大型工业电气自动化控制系统设计的时候 ,经常会遇到一些可靠性要求较高的设备需要双机热备份。在 1台设备出现故障之后 ,控制系统自动切换到另 1台备用的设备上。但是 ,当实际接触到并行系统切换的设计 ,尤其是多级并行部件串接在一起的多级并行系统切换的设计时 ,需要用户考虑的问题千头万绪 ,往往不容易理出头绪或者很清晰地进行系统设计。因此 ,需要给出通用的程序设计方法 。

摘要：多级并行处理问题一直是计算机及其网络设计、应用的一个重要问题.本文针对IXP2400这一多核可编程芯片的多处理器并行化问题进行应用研究,提出一种兼顾处理能力与开发灵活性的多级并行技术.以"基于网络处理器的网络测试系统"为应用实例,重点分析微引擎并行方案及线程级静态调度算法,并通过WorkBench仿真及七种以太帧平均最大发送速率实测结果对方案、算法进行验证.最后总结并展望了本文提出技术的前景.

摘要：针对Flash长操作延时等特点,为提升吞吐率,采用多级并行架构,通过通道级、芯片级、逻辑阵列级和面级并行操作,并配以簇映射机制,设计了多级并行的NAND Flash存储盘,通过实际验证,基于多级并行结构的存储盘的读写性能取得一定提升。

摘要：针对复杂产品设计需要进行多学科协作设计和优化的问题,结合计算机应用技术提出基于多级并行策略的多学科优化方法。该方法基于过程建模的层次化优化思想,实现复杂产品设计过程的自动化和优化。减速器标准多学科优化算例说明该方法可实现不同学科的层次化并行优化。将该方法与其他传统的多学科优化方法进行比较,验证该方法的高效性和最优设计的准确性。

摘要：入侵检测是网络安全的核心技术。随着网络速度的不断提升,现有NIDS的检测速度已不适应千兆位以上网络,漏检率和误检率越来越高。网络处理器以高度并行、硬件多线程、多级存储和灵活可编程等先进技术提供高速的数据包处理性能。该文对利用网络处理器解决入侵检测的速度瓶颈提出了观点、方法和策略,设计和实现了一个面向入侵检测的高速网络处理器原型。

摘要：可视化建模技术虽能降低并行程序设计的难度,但复杂的硬件结构仍使软件层面上的并行程序设计方法存在一定难度。为此,提出一种基于层级式建模思想的并行程序可视化建模方法和分层建模方案,设计和实现一个面向多层次集群环境的可视化建模系统e-ParaModel,用建模实例验证其可行性和实用性。

摘要：格子玻尔兹曼方法(Lattice Boltzmann Method,LBM)是一种基于介观模拟尺度的计算流体力学方法,已被广泛用于理论研究和工程领域。提高LBM计算流体软件的并行模拟能力,是高性能计算及应用研究中的一项重要内容。该研究基于“神威·太湖之光”超级计算系统,设计并实现了一套高效扩展的LBM计算流体力学软件。针对国产众核处理器SW26010的架构,文中设计了以下几种提高SWLBM方针速度和可扩展性的多级并行技术,包括面向19点stencil的数据复用、碰撞过程向量化、主从异步并行通信计算隐藏等。基于以上并行优化方案,文中测试了高达56000亿网格的数值模拟,SWLBM软件持续浮点计算性能达到4.7 PFlops,软件模拟速度提高了172倍。相比百万核心10000*10000*5000网格风场模拟,SWLBM整机千万核心的并行效率可达87%。测试结果表明,SWLBM有能力为工业应用提供实用的大规模并行模拟解决方案。

摘要：Hydra-SN3D是中国核动力研究设计院和西安交大联合研制的辐射屏蔽输运分析计算软件,采用S N数值方法求解稳态粒子输运方程,并在多种差分格式基础上使用KBA并行算法实现三维笛卡儿坐标系下结构化网格的MPI并行扫描计算。在软件的应用反馈及优化过程中,一方面对已有的前处理部分进行了更新,重新设计输入文件格式并采用混合编程等手段改进,提升软件的容错性;另一方面对Hydra-SN3D的菱形权重差分外推模型进行编程语言等价变换,优化软件结构来改进计算效率,并在整体MPI进程并行的基础上提出并实现新的多级并行算法。现阶段集成测试和数值实验结果确保了改进的正确性,在结构化网格条件下提升了整体计算效率一个数量级。