摘要：在计算流体力学领域中,由于流场求解的复杂性,设计出高效的并行算法成为了流场并行化计算的研究重点。以格子Boltzmann方法的理论应用为研究背景,把并行思想和格子Boltzmann方法在模拟流体流动中的计算问题结合起来,讨论了格子Boltzmann方法LBGK D2Q9模型的计算过程和计算特点。研究并实现了LBGK模型的分布式并行算法,并在自强3000上进行了算法的并行性能的分析和测试。结果表明,格子Boltzmann方法LBGKD2Q9模型适合大规模的并行计算,能提高计算的精度和速度,解决复杂流场计算问题。

摘要：通过分析全互换通信中4种算法的性能,提出了一种改进算法。该改进算法递归倍增的创建子进程,通过增加通信进程数目来减少通信次数。对比分析改进算法与成对互换算法的通信次数,改进算法的通信次数是成对互换算法的一半。实验机群是在版本为MPICH2-1.0.8并行环境下测试,结果表明,消息类型为长消息通信且通信进程数为2的幂次方时,该改进算法比成对互换算法的性能更优。

摘要：为了研究GPU的通用计算能力和适合SMP集群的编程模型,首次提出MPI+CUDA多粒度混合并行编程的新方法,节点间采用MPI实现粗粒度并行,节点内采用CUDA实现细粒度并行的混合编程方式。利用此方法在搭建的3节点SMP集群环境中,测试了大规模矩阵乘问题的并行计算能力。实验结果表明,该方法能够显著提升并行效率,同时证明MPI+CUDA混合编程模型能够充分发挥SMP集群节点间分布式存储和节点内共享内存的优势,为装有CUDA-enabled GPU的SMP集群提供了一种有效的并行策略。

摘要：为了找到一种更高效的并行计算方法以提高海洋物质输运模拟速度,将适用于分布式存储环境的消息传递接口(message passing interface,MPI)与适用于共享存储环境的开放式多处理(open multiple processing,OpenMP)两种海洋数值模拟领域常用的并行计算技术分别应用于模拟海洋物质输运过程,并在多核心(chip muti-processors)集群系统上进行了对比实验研究。实验结果表明,与串行模拟方法相比MPI和OpenMP分别可以使计算速度提高6倍和4.2倍,在海洋物质输运模拟并行计算中MPI的加速效果明显优于OpenMP。

摘要：为提高大规模并行计算的并行效率,充分发挥CPU与GPU的功能特点,特别是体现GPU强大的运算能力,提出了用消息传递接口(MPI)将一组GPU连接起来。使GPU通用计算与计算流体力学中的LBM(latticeBoltzmannmethod)算法相结合。根据GPU通用计算与LBM算法的原理,使MPI作为计算分配的机制,CUDA(compute unified device architecture)作为主要的计算执行引擎,建立支持CUDA的GPU集群,在集群上对LBM算法中的D2Q9模型进行二维方腔流数值模拟。实验结果表明,利用GPU组模拟与CPU模拟结果一致,更充分发挥了GPU的计算能力,提高了并行效率。

摘要：针对弹塑性问题的有限元分析非常耗时,基于消息传递接口(MPI)集群环境,提出了残余平滑的子结构预处理共轭梯度并行算法。采取区域分解,将子结构通过界面条件处理为独立的有限元模型。整体分析时,每个处理器仅存储与其相关的子结构信息并生成局部刚度矩阵。采用对角存储方式和最小残余平滑法,设计出了结合残余平滑(MR)的并行子结构预处理共轭梯度(PCG)算法。并行算法中对负载平衡进行了探讨,对处理器间的通信进行了优化。利用子步法对弹塑性应力应变进行积分,根据预定的容许值自动调整每个子步的大小来控制积分过程的误差。在工作站集群上实现了数值算例,分析了算法的性能,计算性能与传统的PCG算法进行了比较。算例显示:所提算法具有良好的加速比和效率,优于传统的PCG算法,对弹塑性问题的有限元分析,是一种有效的并行求解算法。

摘要：针对高速率卫星遥感数据实时处理的要求,设计了一种卫星遥感数据实时处理平台。该平台采用分层设计思想,自上而下分为表现与控制层、业务处理层、基础服务层和应用支持层。结合消息传递接口(MPI)技术,构建了分布式实时并行处理平台框架。原型系统验证结果表明,该平台能处理下传码速率达450Mbit/s的双通道数据,单通道处理速率高达6Gbit/s。文章提出的平台设计应用于遥感卫星的地面检测系统,具有处理速度快、运行稳定的优点。

摘要：可重构的计算机系统利用现场可编程门整列(FPGA)加快那些在CPU中运行过于缓慢计算的速度。在CPU中运行的软件用来重构FPGA芯片让芯片能够根据系统的需要运行特定的运算。这些系统一般使用消息传递机制来实现软件(运行在CPU和FPGA中)和硬件之间的通信。但是有一个缺点软件需要被写在一个特定的消息传递模式中。文章提出了一个新的轻便的软件和可重构硬件之间的接口。软件端能使用常规方法调用进行复杂计算,这些调用能被拦截和翻译成硬件消息。同样的,在硬件端能够使用软件的方法。这种接口不仅让实现新JAVA/FPGA协同设计变得简单,更重要的是加快了Java程序的运行速度。

摘要：为了提升在线应用程序进行大数据量统计时的速度,设计独立的基于消息传递接口MPI(Message Passing Interface)的并行数据处理服务模型,与客户应用程序一同建立了柔性数据处理系统。阐述客户程序和并行服务系统的互联结构和工作方式,按照"先判断后处理"的工作思想,客户程序根据运算规模确定是否调用并行服务程序。并行服务程序由监听程序、临时工作程序和一组用于服务的并行程序组成,设计了基于可扩展标记语言的通信协议,实现了并行服务系统与客户程序之间的数据交换。实验比较了串行、MPI并行和Java多线程程序的耗时,结果表明MPI并行程序比其他两种方式具有明显的优势。

摘要：在高性能计算领域中,集群系统对于高速互连网络的要求越来越高。通过研究将RapidIO用于集群系统的高速互连网络,设计并且实现了基于RapidIO的高性能通信接口,该接口针对MPI高度优化,并且充分利用RapidIO的硬件优势,具有基于优先级的多流、可靠有序的数据包传输等特点,并且使用了空闲缓存池提高性能。实验数据表明,在带宽和延迟上,该专用接口都比原来的接口有优势。