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研究生课程“并行算法”教学内容优化设计研究
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作者 吴建平 银福康 +2 位作者 杨锦辉 彭军 汪祥 《教育教学论坛》 2023年第8期75-78,共4页
研究生课程“并行算法”是在大规模科学与工程计算需求越来越大的情况下开设的,旨在让学生学会如何实现并行计算的方法,熟练掌握并行计算的实现过程。基于课程教学经验和实践,论述了侧重并行计算思维训练和理论实践相结合的教学理念,以... 研究生课程“并行算法”是在大规模科学与工程计算需求越来越大的情况下开设的,旨在让学生学会如何实现并行计算的方法,熟练掌握并行计算的实现过程。基于课程教学经验和实践,论述了侧重并行计算思维训练和理论实践相结合的教学理念,以及基于该理念与模块化方式,从基本概念、基本技术、具体算法到编程实践等层面对教学内容的优化设计,以提升学生的学习效果与综合素质。 展开更多
关键词 教学内容 模块化 并行算法 思维训练 综合素质
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基于GPU并行算法的景观斑块周长模拟测量仿真
2
作者 吴国荣 渠琛 《计算机仿真》 北大核心 2023年第3期280-284,共5页
针对景观斑块周长模拟测量过程中收敛速度较慢的问题,提出基于GPU并行算法的景观斑块周长模拟测量方法。通过航拍技术采集景观斑块航拍图像,利用纠偏处理过程与高斯滤波处理过程对景观斑块航拍图像进行预处理。将景观斑块航拍图像输入GP... 针对景观斑块周长模拟测量过程中收敛速度较慢的问题,提出基于GPU并行算法的景观斑块周长模拟测量方法。通过航拍技术采集景观斑块航拍图像,利用纠偏处理过程与高斯滤波处理过程对景观斑块航拍图像进行预处理。将景观斑块航拍图像输入GPU内,通过计算机GPU片段程序构建景观斑块航拍图像的高斯差分金字塔模型,并行运算过程提取景观斑块航拍图像特征点,确定景观斑块航拍图像中景观斑块的边界线。以边界线为基础,计算景观斑块周长。仿真测试结果显示,上述方法特征点提取过程中横轴与纵轴误差完全收敛时间分别为2.12s和1.80s,周长测量绝对误差与相对误差分别控制在0.60m和1.00%以下。 展开更多
关键词 并行算法 景观斑块周长 模拟测量 航拍图像 特征提取
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并行算法研究方法学 被引量:44
3
作者 陈国良 孙广中 +1 位作者 徐云 吕敏 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第9期1493-1502,共10页
并行算法是计算机科学中重要的研究内容,已有几十年的发展历程.回顾一下其研究历程,既有高潮也有低谷,究其原因是,它没有形成自身的一套研究方法学.为此文中提出并行算法研究要建立起一套完整的"理论-设计-实现-应用"的学科体... 并行算法是计算机科学中重要的研究内容,已有几十年的发展历程.回顾一下其研究历程,既有高潮也有低谷,究其原因是,它没有形成自身的一套研究方法学.为此文中提出并行算法研究要建立起一套完整的"理论-设计-实现-应用"的学科体系,也就是所谓的并行算法研究的生态环境.只有这样才能够保持并行算法研究稳定、可持续发展,并使得并行算法的研究成果更加实用,从而更富有生命力. 展开更多
关键词 方法学 并行算法理论 并行算法设计与分析 并行算法实现 并行应用
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基于GPU加速的全源对最短路径并行算法
4
作者 肖汉 肖诗洋 +1 位作者 李焕勤 周清雷 《云南大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1022-1032,共11页
针对最短路径算法处理大规模数据集低效的问题,提出了基于图形处理器(Graphics Processing Unit,GPU)加速的全源对最短路径并行算法.首先通过优化矩阵乘法算法实现了在工作组内和组间进行并行运算数据,然后减少了非规则行造成的工作项分... 针对最短路径算法处理大规模数据集低效的问题,提出了基于图形处理器(Graphics Processing Unit,GPU)加速的全源对最短路径并行算法.首先通过优化矩阵乘法算法实现了在工作组内和组间进行并行运算数据,然后减少了非规则行造成的工作项分支,最后降低了工作项对邻接矩阵计算条带存储资源的访问延时.实验结果表明,与基于AMD Ryzen5 1600X CPU的串行算法、基于开放多处理(Open Multi-Processing, OpenMP)并行算法和基于统一计算设备架构(Compute Unified Device Architecture, CUDA)并行算法相比,最短路径并行算法在开放式计算语言(Open Computing Language, OpenCL)架构下NVIDIA GeForce GTX 1 070计算平台上分别获得了196.35、36.76和2.25倍的加速比,验证了提出的并行优化方法的有效性和性能可移植性. 展开更多
关键词 最短路径 重复平方法 图形处理器 开放式计算语言 并行算法
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面向动态网络的介数中心度并行算法
5
作者 刘震宇 王朝坤 郭高扬 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2023年第7期1987-1993,共7页
介数中心度是评价图中节点重要性的一项常用指标,然而在大规模动态图中介数中心度的更新效率很难满足应用需求。随着多核技术的发展,算法并行化已成为解决该问题的有效手段之一。因此,提出一种面向动态网络的介数中心度并行算法(PAB)。... 介数中心度是评价图中节点重要性的一项常用指标,然而在大规模动态图中介数中心度的更新效率很难满足应用需求。随着多核技术的发展,算法并行化已成为解决该问题的有效手段之一。因此,提出一种面向动态网络的介数中心度并行算法(PAB)。首先,通过社区过滤、等距剪枝和分类筛选等操作减少了冗余点对的时间开销;然后,基于对算法确定性的分析和处理实现了并行化。在真实数据集和合成数据集上进行了对比实验,结果显示在添加边更新时PAB的更新效率为并行算法中最新的batch-iCENTRAL的4倍。可见,所提算法能够有效提高动态网络中介数中心度的更新效率。 展开更多
关键词 介数中心度 动态网络 最短距离 并行算法 社区结构
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CASC2D分布式水文模型异构并行算法研究
6
作者 左翔 赵杏杏 +1 位作者 丛小飞 刘修恒 《水利信息化》 2023年第5期41-47,共7页
针对CASC2D模型精细化水文模拟时面临的计算耗时长、效率低等问题,在保持产汇流算法和流域拓扑结构的基础上,采用CPU+GPU的异构并行算法对CASC2D模型程序进行重新设计和优化,模型程序中的降雨、产流、坡面汇流和河道汇流过程均优化为并... 针对CASC2D模型精细化水文模拟时面临的计算耗时长、效率低等问题,在保持产汇流算法和流域拓扑结构的基础上,采用CPU+GPU的异构并行算法对CASC2D模型程序进行重新设计和优化,模型程序中的降雨、产流、坡面汇流和河道汇流过程均优化为并行计算,以提高CASC2D模型的计算效率。将优化后的CASC2D模型应用于前毛庄流域的洪水流量过程模拟,计算结果与原CASC2D模型保持一致。在栅格分辨率为30 m,计算步长为3 s时,与原CPU串行计算方法相比,并行加速比达到34倍以上,并且栅格单元数据精度越高,加速比提升越明显。异构并行算法可在不降低模拟精度的条件下显著提升CASC2D模型的计算效率,满足实时水文预报的应用需求。 展开更多
关键词 异构并行算法 分布式水文模型 CASC2D 水文预报
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RPC模型影像校正并行算法设计及优化
7
作者 张战伟 李增三 庞坤 《山西建筑》 2023年第17期173-176,共4页
随着遥感技术的发展,卫星遥感影像在环境监测、城市规划、灾害评估、气候变化、农业监测等多个领域的应用越来越广泛。为了应对大规模遥感数据处理带来的计算挑战,提出了基于GPU及多核CPU实现卫星遥感影像RPC几何校正的并行算法,并采用... 随着遥感技术的发展,卫星遥感影像在环境监测、城市规划、灾害评估、气候变化、农业监测等多个领域的应用越来越广泛。为了应对大规模遥感数据处理带来的计算挑战,提出了基于GPU及多核CPU实现卫星遥感影像RPC几何校正的并行算法,并采用了多流优化、I/O优化、内存分配优化等策略。实验表明,与串行算法相比,GPU并行算法获得了22.9~71.5的计算加速比及2.4~32.4的综合加速比,多核CPU并行算法获得了5.4~5.7的计算加速比及2.1~5.0的综合加速比。 展开更多
关键词 遥感影像 RPC几何校正 GPU 多核CPU 并行算法
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基于OpenMP的Floyd并行算法研究
8
作者 彭瑾 杨勇 《鞍山师范学院学报》 2023年第4期49-54,共6页
Floyd算法是求解两点之间最短路径的算法之一,但因其时间复杂度较高,在面对大规模的图数据求解最短路径时效率并不高.通过使用OpenMP编程模型对Floyd算法进行并行优化,使其在求解最短路径时可以充分利用多核CPU资源,发挥多核性能,降低... Floyd算法是求解两点之间最短路径的算法之一,但因其时间复杂度较高,在面对大规模的图数据求解最短路径时效率并不高.通过使用OpenMP编程模型对Floyd算法进行并行优化,使其在求解最短路径时可以充分利用多核CPU资源,发挥多核性能,降低时间代价.与依赖于特定硬件的算法相比,基于OpenMP的Floyd并行算法具有更高的通用性和可移植性,可以在各种通用计算平台上实现,包括普通的多核CPU和共享内存系统.相较依赖于特定平台的算法,基于OpenMP实现的Floyd并行算法更具有普适性,可以让更多的研究人员和开发者受益.实验结果表明,并行优化后的Floyd算法在执行效率上得到了显著提升. 展开更多
关键词 多核 多线程 Floyd并行算法 OPENMP
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遥感影像三角网几何校正并行算法及优化研究
9
作者 张战伟 刘培明 赵熹 《山西建筑》 2023年第16期173-176,共4页
近年来随着遥感技术快速发展,遥感数据处理压力越来越大,科学的遥感影像处理并行算法能有效降低计算时间成本,提升成果时效性。以基于三角网遥感影像几何校正算法为对象,设计了多核CPU,GPU并行算法,并在算法实现过程中进行代码优化,获... 近年来随着遥感技术快速发展,遥感数据处理压力越来越大,科学的遥感影像处理并行算法能有效降低计算时间成本,提升成果时效性。以基于三角网遥感影像几何校正算法为对象,设计了多核CPU,GPU并行算法,并在算法实现过程中进行代码优化,获得了较为理想的加速效果,其中多核CPU算法获得了4.35x-6.43x的加速比,GPU算法获得了1.32 x-19.93x的加速比。结果表明,该算法能够为遥感影像几何校正处理效率改进提供有效途径。 展开更多
关键词 并行算法 代码优化 遥感影像 几何校正
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三维有限差分深度偏移并行算法的设计和实现 被引量:6
10
作者 匡斌 李心友 +1 位作者 王华忠 曹景忠 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第2期183-188,共6页
针对分布式并行系统的特点 ,设计出一个高效实用的同步并行算法 .使用PVM编程 ,将串行的三维叠后深度偏移软件 ,在SP2上实现了并行化 ,获得了理想的并行效率和可扩展性 .已经在地质情况十分复杂的桩西地区进行实验 .在获得的叠后深度偏... 针对分布式并行系统的特点 ,设计出一个高效实用的同步并行算法 .使用PVM编程 ,将串行的三维叠后深度偏移软件 ,在SP2上实现了并行化 ,获得了理想的并行效率和可扩展性 .已经在地质情况十分复杂的桩西地区进行实验 .在获得的叠后深度偏移剖面上 ,同相轴归位准确 ,断面清晰 ,构造形态鲜明 ,符合本地区的地质背景 。 展开更多
关键词 分布式系统 同步并行算法 石油勘探 地震勘探 三维有限差分深度偏移并行算法 PVM编程 设计
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分数布朗运动驱动的随机方程在时间并行算法下的数值收敛性
11
作者 罗明辉 戴大成 +1 位作者 周融雪 张馨月 《中文科技期刊数据库(全文版)教育科学》 2023年第5期0146-0149,共4页
分数布朗运动是指分子或一些胶体粒子的无 规则运动过程。其每一步行走的时间间隔相等,但步长大小不一样。 本文研究了分数布朗运动驱动的随机方程在时间并行算法下的数值收敛性。粗传播器和细传播器 均采用 Euler-Maruyama 算法,从数... 分数布朗运动是指分子或一些胶体粒子的无 规则运动过程。其每一步行走的时间间隔相等,但步长大小不一样。 本文研究了分数布朗运动驱动的随机方程在时间并行算法下的数值收敛性。粗传播器和细传播器 均采用 Euler-Maruyama 算法,从数值上得到了不同的 Hurst 参数下的算法收敛性。数值结果表明,当 Hurst参数H e [1,1]时,随着Hurst参数递增,收敛速度递增;当Hurst参数H E [2,10]时,随着 Hurst 参数递增,收敛速度递减。 展开更多
关键词 分数布朗运动 时间并行算法 数值实验 收敛
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关于发展方程最优控制问题的时间并行算法研究
12
作者 刘欢 《金陵科技学院学报》 2023年第2期85-92,共8页
对发展型微分方程线性二次最优控制问题和带有逐点控制约束的线性二次最优控制问题的数值求解进行了研究和分析,提出了一种新的时间并行算法,并通过数值算例验证了该算法的有效性和收敛性。新的时间并行算法将求解最优控制问题的计算任... 对发展型微分方程线性二次最优控制问题和带有逐点控制约束的线性二次最优控制问题的数值求解进行了研究和分析,提出了一种新的时间并行算法,并通过数值算例验证了该算法的有效性和收敛性。新的时间并行算法将求解最优控制问题的计算任务拆分成多个独立的子问题进行求解,显著提高了计算效率。这为解决实际工程应用中的最优控制问题提供了一种高效的计算手段,对控制系统的优化和性能提升具有重要意义。 展开更多
关键词 最优控制问题 发展方程 时间并行算法 半光滑牛顿法
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循环块三对角线性方程组的一种分布式并行算法 被引量:2
13
作者 骆志刚 李晓梅 王正华 《计算物理》 CSCD 北大核心 2001年第4期360-365,共6页
提出一种分布存储环境下求解循环块三对角方程组的并行算法 ,该算法以矩阵子块运算为基础 ,算法实现调用BLAS3子程序 ;文中分析了算法的复杂性 ,给出了一个保证算法不会在执行过程中中断的充分条件 .
关键词 循环块三对角方程组 线性方程组 分布式并行算法 分布式存储 并行算法 多计算机系统
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超立方体多计算机上数据并行算法性能研究 被引量:1
14
作者 林亚平 尹锋 《湖南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 1995年第5期109-114,120,共7页
讨论了超立方体多计算机上的数据并行算法,着重分析通信参数对算法性能的影响。提出了一个计算模型,并以并行归并算法为例,对数据元素数目和处理机数目等设计参数进行性能评价。
关键词 数据并行算法 超立方体 多计算机系统 并行算法
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使用《并行算法的设计与分析》一书作教材的体会
15
作者 李庆华 陆枫 《研究生教育研究》 1996年第3期80-80,共1页
使用《并行算法的设计与分析》一书作教材的体会李庆华,陆枫自1994年9月以来,我们系在本科生高年级和硕士研究生学位课中开设了《并行算法的设计与分析》课程。经多方比较,我们选取了陈国良教授编著的《并行算法的设计与分析》... 使用《并行算法的设计与分析》一书作教材的体会李庆华,陆枫自1994年9月以来,我们系在本科生高年级和硕士研究生学位课中开设了《并行算法的设计与分析》课程。经多方比较,我们选取了陈国良教授编著的《并行算法的设计与分析》一书(高等教育出版社,1994年5... 展开更多
关键词 并行算法 设计与分析 并行计算模型 方法与技术 计算机科学 算法研究 并行算法设计 并行处理技术 研究现状 非数值计算
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面向新型硬件构架的新一代GIS基础并行算法研究 被引量:24
16
作者 吴立新 杨宜舟 +5 位作者 秦承志 张树清 张立强 方金云 孙文彬 刘善军 《地理与地理信息科学》 CSCD 北大核心 2013年第4期1-8,共8页
随着减灾应急、流域模拟、智能交通、宏观规划、区域发展等大型地学问题的不断涌现,地理信息系统(GIS)处理的数据量和计算规模不断扩大,而主流GIS仍以串行计算为基础框架,不能充分利用和发挥当前新型硬件构架(单机多核、多机多核、集群... 随着减灾应急、流域模拟、智能交通、宏观规划、区域发展等大型地学问题的不断涌现,地理信息系统(GIS)处理的数据量和计算规模不断扩大,而主流GIS仍以串行计算为基础框架,不能充分利用和发挥当前新型硬件构架(单机多核、多机多核、集群等)计算机资源的能力,难以满足实际应用的规模与高效需求。该文在分析了基础地理算法研究现状的基础上,按计算数据的关联性将基础地理算法的计算特征分为本地计算、邻域计算、区域计算和全局计算,按计算过程的资源消耗分为数据密集型、计算密集型和I/O密集型,提出了相应的并行计算策略,包括串行算法的并行改造、并行算法的性能提升和并行算法的创新设计等。进而研发了面向新型硬件构架的新一代GIS的基础地理并行计算算法库和中间件,并已集成到国产高性能GIS平台——HiGIS中,将会促进我国GIS研究、技术、系统和应用的跨越式发展。 展开更多
关键词 硬件构架 并行算法 矢量 栅格 高性能 HiGIS
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电力系统电磁暂态实时仿真中并行算法的研究 被引量:68
17
作者 岳程燕 周孝信 李若梅 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第12期1-7,共7页
该文从软件开发的角度出发,提出了一种解决电磁暂态实时仿真问题的分网并行算法。算法中采用"节点分裂"进行网络分割,采用子网内部节点电压方程与子网之间边界点电压相等的关系联合求解网络,并结合长输电线解耦法,在电科院开... 该文从软件开发的角度出发,提出了一种解决电磁暂态实时仿真问题的分网并行算法。算法中采用"节点分裂"进行网络分割,采用子网内部节点电压方程与子网之间边界点电压相等的关系联合求解网络,并结合长输电线解耦法,在电科院开发的实时仿真器ADPSS中实现了电磁暂态分网并行计算,使网络中任意点都可以作为边界点进行网络分割。该算法不但能保持长输电线解耦法并行计算的较高并行效率,还能提高分网并行的灵活性。实际系统的计算结果表明:文中所提出的网络并行算法是正确和有效的;节点分裂法即可用于交直流电力系统实时仿真分网并行计算,以实现交直流系统实时仿真。也可应用于电力系统电磁暂态仿真与机电暂态仿真接口计算中, 实现电力系统电磁暂态仿真与机电暂态仿真的混合仿真。 展开更多
关键词 电磁暂态仿真 交直流电力系统 实时仿真 输电线 混合仿真 节点电压 解耦 并行算法 并行计算 网络分割
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基于PC机群的电力系统机电暂态仿真并行算法 被引量:51
18
作者 李亚楼 周孝信 吴中习 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2003年第11期6-12,共7页
在电力系统的动态稳定在线评估和实时仿真计算中,并行处理是一种非常有发展前途的技术。许多种类的并行算法已被提出,并在不同类型的并行计算机上实现。由于具有性价比高、升级和扩展性能好的特点,PC机群并行计算机吸引了越来越多的注... 在电力系统的动态稳定在线评估和实时仿真计算中,并行处理是一种非常有发展前途的技术。许多种类的并行算法已被提出,并在不同类型的并行计算机上实现。由于具有性价比高、升级和扩展性能好的特点,PC机群并行计算机吸引了越来越多的注意力。本文综述和讨论了几种机电暂态并行算法,特别是在PC机群上实现这些算法的有利和不利条件。本文讨论的并行算法包括:网络分割、线性方程并行求解、牛顿类算法和一些时间并行算法。 展开更多
关键词 电力系统 机电暂态仿真 并行算法 PC机群 并行处理
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求解函数优化问题的两种异步并行算法 被引量:13
19
作者 康卓 李艳 +2 位作者 刘溥 康立山 陈毓屏 《武汉大学学报(理学版)》 CAS CSCD 北大核心 2002年第1期33-36,共4页
对子空间搜索法 (一类多父体重组搜索策略 )与群体爬山法相结合的一种随机搜索新算法即郭涛算法的特点进行了分析与实例验证 ,并在此基础上提出两种异步并行算法 ,以适应各种类型的并行与分布计算环境 .以Bum p函数的优化问题为例在超... 对子空间搜索法 (一类多父体重组搜索策略 )与群体爬山法相结合的一种随机搜索新算法即郭涛算法的特点进行了分析与实例验证 ,并在此基础上提出两种异步并行算法 ,以适应各种类型的并行与分布计算环境 .以Bum p函数的优化问题为例在超级并行计算机上作了并行数值试验 。 展开更多
关键词 郭涛算法 异步并行算法 演化算法 函数优化 并行计算 群体随机搜索算法
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背包问题的最优并行算法 被引量:16
20
作者 李庆华 李肯立 +1 位作者 蒋盛益 张薇 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第5期891-896,共6页
利用分治策略,提出一种基于SIMD共享存储计算机模型的并行背包问题求解算法.算法允许使用O(2n/4)1-e个并行处理机单元,0e1,O(2n/2)个存储单元,在O(2n/4(2n/4)e)时间内求解n维背包问题,算法的成本为O(2n/2).将提出的算法与已有文献结论... 利用分治策略,提出一种基于SIMD共享存储计算机模型的并行背包问题求解算法.算法允许使用O(2n/4)1-e个并行处理机单元,0e1,O(2n/2)个存储单元,在O(2n/4(2n/4)e)时间内求解n维背包问题,算法的成本为O(2n/2).将提出的算法与已有文献结论进行对比表明,该算法改进了已有文献的相应结果,是求解背包问题的成本最优并行算法.同时还指出了相关文献主要结论的错误. 展开更多
关键词 背包问题 最优并行算法 并行处理 NP完全问题 计算机
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