非法计算检测的通用模型

非法计算是导致系统崩溃的一个常见故障.文中总结了Java语言中可能产生非法计算的运算符和数学库函数;建立了一个通用模型,用以检测一般函数(包括系统函数和自定义函数)在使用时是否合法;基于该通用模型提出了非法计算检测算法,并在此算法中引入区间运算.实验结果表明,文中模型及算法可以在检测出更多的非法计算故障的同时降低误报率.     

面向异构众核从核的数学函数库访存优化方法

数学库函数算法的特性致使函数存在大量的访存,而当前异构众核的从核结构采用共享主存的方式实现数据访问,从而严重影响了从核的访存速度,因此异构众核结构中数学库函数的性能无法满足高性能计算的要求。为了有效解决此问题,提出了一种基于访存指令的调度策略,亦即将访存延迟有效地隐藏于计算延迟中,以提高基于汇编实现的数学函数库的函数性能;结合动态调用方式,利用从核本地局部数据存储空间LDM(local data memory),提出了一种提高访存速度的ldm_call算法。两种优化技术在共享存储结构下具有普遍适用性,并能够有效减少函数访存开销,提高访存速度。实验表明,两种技术分别能够平均提高函数性能16.08%和37.32%。     

基于基本块划分的库函数快速识别技术。

分析一般函数在反汇编后的结构特征,提出一种基于基本块划分的函数识别技术,将其用于库函数快速识别的设计中。针对库函数识别中的重定位及级联识别等问题,给出解决方案,阐述建立、读取库函数特征数据库的实现方法以及库函数识别算法。实验结果证实,该技术可以准确地识别库函数。     

基于多值方法的模糊逻辑函数最小化

首先提出了模糊逻辑和多值逻辑的相似性，并从开关信号理论出发建立了三值逻辑函数阈运算和模糊逻辑函数文字运算的对应关系，进而提出了基于差动电流开关理论的三值逻辑函数化简法求模糊逻辑函数最小化表达式的算法，并用该算法对几个模糊逻辑函数实例进行了化简，实例操作表明，该算法具有操作简单快捷的特点，是获得模糊逻辑函数最小化表达式的一种有效的方法。     

多核浮点非线性运算协处理器的设计与实现

在载人航天飞船的终端仪器仪表设计中,处理算法中的浮点非线性运算常采用库函数实现,但软件实现非线性函数执行速度慢,限制了浮点算法的应用。为此,针对航天领域处理器不支持非线性函数运算的情况以及浮点算法执行速度慢的问题,提出一种多核并行执行浮点非线性运算处理方法,利用现场可编程门阵列内部并行架构带来的低延迟特性来提高非线性浮点运算的速度。仿真实验结果表明,该方法可计算有限定义域范围内的浮点非线性函数,有效提高浮点运算的执行速度。     

一种新的正交运动估计算法

本文提出了一种新的基于块匹配的运动估计算法,正交运动估计算法。算法由下列两步组成:1)自适应正交法进行粗定位2)菱形精确定位。本文采用了三种视频序列对新算法进行了测试,并把测试结果和全匹配搜索法,菱形搜索法,三步搜索法的测试结果进行了比较。实验结果表明,本算法的优点在于可以使每个宏块的搜索运算次数大为减少,同时预测的准确性接近三步搜索法和菱形搜索法。     

CCS上FFT运算的实现

FFT运算是数字信号处理技术的基础,DSP经常要用到FFT的运算,但FFT算法程序的编写调试费时费力。TI公司提供了以TMS320C28x系列芯片为基础的CCSFFTLibrary库函数,该库函数专门用于FFT运算,使在TMS320C28x系列芯片上实现FFT变得容易,本文就在CCS软件仿真器模式情况下对FFTLibrary库函数进行介绍并就使用方法进行说明。     

基于Monte-Carlo方法利用随机变数平均值计算定积分的算法

针对求解定积分近似计算问题,给出一种基于Monte-Carlo方法计算定积分的算法,简称为平均值法,它不同于通常人们使用的频数法。该算法理论依据是概率论数学期望定理及大数定律,它通过向积分区间随机掷点的方法产生一组随机数,每个随机数对应函数值组成一组随机变数,用随机变数平均值与积分区间长度值乘积得到定积分近似值。基于该算法样本随机特性,可以充分利用网络环境进行并行计算,实验结果表明本文算法具有实效性,与频数法相比,具有更好的准确率与时间效率。     

基于TMS320C54x系列DSP的卷积处理的实现

卷积是数字信号处理中最基本、最常用的运算之一。本文介绍了利用TMS320C54x系列芯片为基础的DSPLIB库函数中的相关函数和FFT函数来实现数季卷积处理的两种方法，使卷积运算的实现变得容易，并对DSPLIB库函数的使用进行了详细介绍，给出了具体的程序清单和实验结果。     

基于信赖域Newton 算法的ELM网络

针对极端学习机(ELM)网络伪逆输出权值计算方法的运算复杂度制约其训练速度问题,提出一种基于信赖域Newton算法的新型ELM网络(TRON-ELM),并采用信赖域Newton算法求解ELM网络的输出权值.该算法首先构造一个ELM网络代价函数的Newton方程,并将其作为一个无约束优化问题,采用共轭梯度法求解,避免了求代价函数Hessian矩阵逆的运算,提高了训练速度,信赖域条件的存在保证了算法的整体收敛性.仿真实验结果验证了所提出方法的有效性.     

基于Spark的分布式数字信号处理算法库设计

传统的基于DSP与FPGA的数字信号处理技术更加适用于实时信号处理,且受到数据规模和频率分辨率的限制,使得其不适于进行大规模数据下的离线式数据处理、分析与挖掘的应用.目前工业大数据分析平台可以采用Spark作为实时信号处理和离线信号处理加速的计算引擎,但该分析平台缺少适用于分布式并行计算引擎的数字信号处理等数学计算的解决方案.基于此,本文提出了基于Spark的分布式数字信号处理算法库,为面向分析的工业大数据应用场景提供支撑.本文介绍了该算法库的架构设计,并以FFT算法和DFT算法为例介绍了传统数字信号处理算法在Spark下的分布式实现,最后对算法库进行了正确性测试和性能分析.结果表明该算法库能够正确完成数字信号处理的功能,同时可以满足工业大数据分析平台对于大规模数据集进行数字信号处理的需求.     

基于LabVIEW的随动采统仿真平台的实现

基于美国 ＮＩ 公司的虚拟仪器软件开发平台ＬａｂＶＩＥＷ及微分方程的龙格库塔算法,本文介绍了利用ＬａｂＶＩＥＷ的基本库函数开发随动系统仿真实验平台的方法。该方法不需要借助 ＬａｂＶＩＥＷ昂贵的仿真工具箱,节省了开发费用。     

基于申威1621函数库的断流水指令替换方法

基础数学函数库是高性能计算机中最基础、最核心的底层软件之一, 它的性能直接决定了上层计算程序的运行效率. 现版本的国产申威基础数学库中部分函数使用rfpcr和wfpcr指令导致流水线中断, 降低了函数的性能.针对这个问题, 本文结合函数的功能和指令特性, 提出指令段功能等效替换方法. 实验表明, 运用该方法, 使得函数性能平均提高27.83％.     

面向方案组合优化设计的混合遗传蚂蚁算法

提出了方案组合优化数学模型.该模型定义了方案功能载体间的广义距离,以广义距离函数作为方案组合优化的目标函数,以方案的性能要求作为约束条件进行优化并获得方案的最优解.在求解该数学模型的过程中,将遗传算法和蚂蚁算法进行改进并融合形成混合算法.实验结果表明,该混合算法较好地解决了方案设计过程中由多个方案组合难以获得优化解的问题.     

遗传算法在立体仓库货位优化分配中的研究

存储一定数量货物的自动化仓库中,以基于随机存储策略的库区和货位分配以及堆垛机行驶时间为优化控制目标,针对自动化立体仓库的库区和货位的分配策略问题进行了讨论,提出立体仓库的库区优化数学模型。在库区优化基础上,进一步提出货位优化数学模型,将Pareto最优解的概念与遗传算法相结合,提出了一种解决多目标优化问题的Pareto遗传算法解决货位优化问题,给出了仿真实验及分析。结果表明采用遗传算法优化策略可以有效地解决自动化立体仓库的货位优化分配问题。     

基于GPU的非牛顿流体自由表面绘制方法

提出一种基于GPU的非牛顿流体自由表面绘制方法。首先,分析了非牛顿流体的物理模型,将流体的运动规律用合理的数学表达式进行描述;其次,针对非牛顿流体的特点设计了合理的可视模型,提出了流体运动及自由表面的绘制方法,并且设计了相应的GPU实现算法;最后的实验证明了算法在合理的时间内能完全逼真的对非牛顿流体的自由表面进行真实的再现。算法充分吸收了以往方法的优点,采用了合理的数学模型,并利用GPU的运算特性实现了非牛顿流体自由表面的绘制,在绘制效果和效率上较以往算法都有较大改进。     

基于群集智能的蚁群优化算法研究

群集智能是近年来人工智能领域研究的一个新的热点课题。介绍了这一研究的思想方法和数学模型，以蚂蚁群体的智能行为研究对象，阐述了基于群集智能的蚁群优化算法，并介绍了该算法的工程应用。     

构造面向多种MIMD结构的并行算法库

本文描述了ＮＰＡＢ—１并行算法库的结构和功能，并通过两个例子说明了库中并行算法的设计风格．     

水轮机调节系统的模糊神经网络控制*

将模糊神经网络与自适应控制相结合,设计出一种能对水轮机调节系统进行有效控制的基于模糊神经网络的自适应PID控制算法.对改进后的调节系统特性进行测试和仿真,并与常规的水轮机进行比较,验证了模糊神经网络控制方案的可行性.仿真结果表明,该算法实现了调节系统的在线自适应调整,更精确反映调节系统的动态变化过程.与其他方法相比,该算法具有更快的响应速度和更好的控制效果.