建筑工程量的科学计算模型

论述了建筑工程量的科学计算模型的实现过程，给出了计算工程量的算法公式，并介绍了算法的主要特点，这种方法依据的数学模型是双向非正交网格图，采用定积分计算面积，准确，可靠。     

针对程序代码语句级能耗优化方法

本文主要通过插桩技术对程序的指令进行分析,寻找到程序代码中低效冗余的数据存取语句,对这些语句进行改进,在运行结果不变的前提下,使得在运行程序过程中对于计算机相关部件的使用更加合理和高效,降低机器运行该程序的能耗,起到对程序代码能耗优化的作用。本研究通过Intel Pin^[1]工具对于程序代码指令的分析发现,常见程序中存在一种低效冗余的数据存取代码,该代码对于数据多次写入后才读。对这种代码改进前后使用根据计算机部件级硬件性能计数器相关读数建立的模型^[2]对于程序能耗进行测量,结果显示对程序能耗降低起到了明显作用,可以作为程序代码能耗优化的一种有效方法,特别是对于运行时间长能耗高的科学计算程序。     

并行科学计算应用中采样数据的聚集I/O

采样数据的并行I/O制约一些并行应用的运行效率。设计、实现了采样数据的聚集并行I/O方法。该方法在客户端部署采样数据缓存,然后合并数据到输出进程,再存储到文件。为了保障并行程序长时间运行过程中采样数据的存储一致性,该方法在JASMIN框架中监测应用程序的运行状态,当并行程序发生负载平衡或者重启动时刷新或者恢复数据。I/O过程中,进一步使用HDF5的分块I/O提高列存储数据的读写效率。测试表明,新方法不仅具有较好的可扩展性,还能在具有负载平衡与重启动等复杂功能的并行应用中提高采样数据的并行 I/O 效率7.5倍以上。     

基于 REST 风格的科学计算环境 Web服务 API

基于 Web 页面的计算门户提供了简单易用的用户使用界面,这些门户需要访问异构的计算机群。本文研究和实现基于 REST 风格的科学计算环境 Web 服务 API (SCEAPI-REST),其核心思想是充分利用 Web 服务在复杂系统中的集成优势以及 REST 风格的 API 跨平台和跨编程语言的特性,为开发者提供简单易用的计算机群开发接口,包括用户管理、资源查询、作业管理和文件传输等功能。基于 SCEAPI-REST,开发人员不再需要解决机群访问的繁杂问题,只需要专心构建面向科学计算的终端软件。该 API 已经应用到计算化学、材料科学、生物信息等多个领域的专业社区和工具软件。     

基于DVS的绿色计算方法在大规模分布式计算中的应用研究

对科学计算问题中的节能减排技术进行研究,在动态电压调节技术的基础上,提出一种节能的并行计算设计模型。该模型在保证整个并行任务总的执行时间不增加的基础上,充分适当延长非关键路径上任务的执行时间,从而降低处理器的功耗,达到节能的目的。采用高斯约当算法进行评测,结果证明,矩阵的维数越大,产生的任务越多,该并行设计模型的节能效果越明显。最高可节省38.4%。     

面向应用提高数值分析课程教学效果

本文讨论了数值分析课程的特点,针对传统教学模式重理论轻实践的问题,提出了面向应用的教学观点,主张简化理论推导,重视上机实践.     

基于线积分卷积可视化矢量场大小的研究

基于纹理的可视化方法以图像形式显示场的全貌,很好的可视化了矢量场的方向信息,但是矢量大小信息被忽略了。在基于纹理的线积分卷积图像的基础上,采用多频噪声的方法以及在线积分卷积图像上添加矢量、灰度值、颜色等附加信息的方法来改进线积分卷积图像,使图像能同时表达矢量场的方向和大小信息。实验证明,取得了较好的效果。     

SCO-GADL:一种用于科学计算的网格工作流描述语言

应用开发的难度一直是制约网格技术成为科学计算基础设施的主要因素之一。虽然网格工作流等诸多技术的使用能够在一定程度上降低网格应用开发的难度,但是大多数网格应用所采用的基于流程的应用描述模型仍然是网格应用开发的一个主要障碍—尤其是对那些通常情况下不擅长编程的科学家们。为了降低网格应用开发的难度,提出了一种基于数据依赖关系的网格应用描述模型,力图使网格应用的描述更加符合科学工作者的思维习惯。在此基础上,设计和实现了一种被称作scc}UanL的工作流描述语言及其执行引擎。该引擎采用核心一插件体系结构,能够使用在多种网格平台之中,为科学工作者提供一种方便、易用和快捷的网格应用开发工具,以便使网格中聚集的各种资源更加高效地进行科学研究。     

面向GPU存储优化的程序重构方法

图形处理器(GPU)的高性价比吸引了越来越多的科学计算.和图形应用相比,科学计算程序存在纷杂的数据依赖和不规则访问,影响其在GPU上的执行性能.为此,提出一种面向GPU体系结构的程序重构方法.通过计算重构增大程序的可并行性和计算密集性,改善GPU上计算资源的利用率.通过数据重构消除程序中的不规则数据访问,使用向量数据类型提高程序的存储带宽.实验结果表明:文中提出的优化方法减少了程序在GPU上的执行时间,获得了1.17 ～8.91倍的加速比.     

面向方面的计算误差处理技术:实例研究与评估

传统的实现方法通常把误差处理策略与程序的基本功能交织到一起,这会增加程序的耦合度,使得程序难以理解与维护.针对这一问题,提出一种面向方面的解决方案,即将程序的各种误差处理策略封装为方面.为评估该方法的有效性,将一个真实的卫星轨道测算系统中的误差处理策略分别封装为类中的方法和方面,并设计了一系列实验来评估原程序及分别采用...