CUDA下受体评分网格生成并行算法

针对分子对接中生成评分网格需要花费很多的计算时间这一问题, 提出了一种基于统一计算设备架构（CUDA）的评分网格生成并行算法。该算法把传统计算方法中三维计算空间中的一维通过在图形处理单元（GPU）上进行并行处理, 使得总生成时间得到了降低, 提高了评分网格的生成效率。实验结果表明, 借助于GPU的浮点计算能力, 提出的并行算法对比传统的计算方法可以显著缩短评分网格的生成时间, 为评分网格的生成提供一种新的方式。     

基于局部聚类的改进运动网格统计算法的研究

针对常用的匹配点筛选算法效率低、对具有角度和尺度变化匹配图像稳定性差等问题,提出一种基于局部聚类的改进网格运动统计特征点筛选算法。首先,通过局部区域抑制算法筛选响应强度较高且成对出现特征点作为种子点,并以种子点为聚类中心分割图像,得到最小外接矩形作为运动网格;随后把运动网格划分为3×3邻域支持估计量网格,计算运动网格在不同方向上的梯度最大值,作为运动网格的主方向;最后,把待匹配图像邻域支持估计量网格旋转至目标图像运动网格的主方向位置,借助网格运动统计算法筛选匹配。实验表明：对具有JPEG压缩变换、光照变化、模糊变换的匹配图像,所提算法匹配正确率在90%以上;对具有旋转和尺度变换图像,所提算法匹配正确率相较运动网格统计算法提高10%左右,高达40%以上;算法耗时仅为13 min,效率较高;所提算法可稳定高效地筛选正确的匹配点。     

一种基于改进蚁群算法的网格任务调度算法

在网格计算中,任务调度是影响系统性能和服务质量的重要问题。文章在考虑截止时间和花费两项用户QoS需求的基础上,提出了一种基于蚁群算法的网格任务调度算法。该算法先采用GC（Greedy Cost-Time Distribution）算法求解,将所得解转化为蚁群算法的初始信息素分布,然后利用蚁群算法获得调度解。模拟实验结果表明：在网格环境下,该调度算法具有明显的优势。     

虚拟网格服务工作流的调度算法研究

对虚拟网格服务工作流的调度算法进行了研究,提出了最小计算时间(MCT)、最小传输时间(MTT)、最小执行时间(MET)3种虚拟网格服务工作流的调度算法.在满足给定假设的情况下,MCT、MTT、MET的调度分别能保证目标工作流获得最小计算时间、最小传输时间、最小执行时间.在描述了调度算法之后,证明了算法调度的正确性.对几种算法的调度性能进行实验模拟,并分析和比较了它们的实现代价和时间、空间复杂度,从而给出各算法的适用情况.     

分层结构的CIM网格资源发现及准入策略

针对网格领域中资源花费的问题,在分层结构的基础上提出了一种基于综合指数法的网格资源发现及准入策略.该策略描述了一种分层的网格系统结构模型,提高了网格环境下资源发现的效率,并能够综合考虑网格任务执行费用和执行时间两种因素,利用综合指数法对主动声明加入网格的资源状态进行多属性综合评价.在顺利进行资源发现的前提下,针对需要控制花费的网格任务,建立相适应的子网格,使任务计算花费和性能得到最优化.最后,搭建模拟环境表明了该算法的可行性和有效性.     

基于模糊粒子群优化的计算网格工作调度算法

网格计算是利用网络把分散的计算资源组织起来解决复杂问题的计算模式,工作调度是待解决的主要问题之一。本文提出一种基于模糊粒子群优化的网格计算工作调度算法,该算法利用模糊粒子群优化动态地产生网格计算工作调度的优化方案,使现有计算资源完成所有工作的时间最小化。实验结果表明,与基于遗传算法、模拟退火、蚁群算法的工作调度方法相比,所提出的算法在时间和精度上具有一定的优势。     

一种基于网格与加权信息熵的OPTICS改进算法

针对现有OPTICS算法时间复杂度高且不适用于数据密集型环境的问题,提出一种基于网格与加权信息熵的改进算法。将数据集合划分为一定数量的网格单元,引入加权信息熵,自适应计算每个网格单元的最小密度阈值。对满足最小密度阈值的网格单元定义密集格的概念,利用质心点代替网格数据点集的方法对数据点进行压缩。采用Geolife Trajectories数据集对算法性能进行测试,从理论分析和实验结果两方面证明了改进算法的有效性。     

同心球面网格最远距离特征的三维模型检索方法

距离是三维模型特征提取中最有效、直观,也最容易让人理解的特征之一。目前基于距离信息类特征提取算法因为需要大量计算射线与模型面片的交点,时间耗费很大。针对这一问题,提出了同心球面网格最远距离特征描述子,细分三维模型,统计落人各球面网格上面片中心的最远距离,构造层次深度球面上的距离函数,然后对构造球面函数进行球面调和分析,截取球面调和系数作为特征向量。实验结果表明其检索性能优于其他同类基于距离的特征描述算法,计算时间花费也最少,计算复杂度仅为O（n）。     

网格环境下基于信任模型的动态级调度

网格用户、资源和服务的不确定性潜在地影响网格应用任务的正常执行,这样使得设计既能减小应用任务执行时间又能减小欺骗可能性的调度算法十分困难．参考社会学的人际关系信任模型,建立网格节点信任推荐机制,并利用D-S理论对推荐证据进行综合分析,从而定义出基于不确定性推理理论的信任度计算函数．将该函数并入DLS算法得到“可信”动态级调度算法(TDLS),从而在计算调度级别时考虑网格节点的可信程度．仿真结果证实,提出的TDLS算法以小的时间花费为代价,能有效提高任务在信任方面的服务质量需求．     

数据和计算密集混合元任务的网格调度算法

网格计算技术是继Internet计算之后出现的新兴研究领域。网格系统由异构的资源组成，一个好的任务调度方法可以充分利用网格系统的处理能力，减少任务的完成时间。根据目前网格系统的使用模式，提出了符合实际的用户任务形式，即任务由数据传输和计算两部分组成，计算在获得所有输入之后开始执行。多个这样的独立任务组成元任务，作为调度程序的最小执行单位。在实际应用中，元任务应该由数据密集型和计算密集型任务混合组成。考虑到数据传输和计算的比例关系对元任务完成的影响，提出一种新的调度算法TCR，通过提高计算资源的利用率以及任务间的并行度，减少元任务的完成时间。详细介绍了该算法，并通过模拟结果的对比验证了该算法的良好性能。     

A GPU-based multi-resolution algorithm for simulation of seed dispersal

In forest dynamics models, the intensive computation and load involved in the simulation of seed dispersal can become unbearably huge for large-scale forest analysis. To solve this problem, we propose a multi-resolution algorithm to compute seed dispersal on GPU. By exploiting the computation parallelism of seed dispersal, the computation of the whole forest plot is divided into multiple small plot cells, which are computed independently by parallel threads on GPU. To further improve the calculation efficiency with limited threads scale for GPU computation, we propose a hierarchical method to cluster the plot cells into a multi-resolution form according to the biological curves of tree seed dispersal. Experimental results show that our algorithm not only greatly reduces computational time but also obtains comparably correct results as compared to the naive GPU algorithm, which makes it especially suitable for large-scale forest modeling.     

使用平均路径的一种新Live-wire算法

在传统Live-wire算法中,两个人工选定节点之间的最优路径被定义为具有最小累计能量的路径。因此传统live—wire算法在分割边缘转折剧烈的物体时,为了保证分割的正确性就需要人工添加较多的节点,从而增加整个分割过程的耗时。提出一种基于可控平均代价路径的新型Live-wire算法,并从理论上证明,传统live-wire算法其实是提出的新型算法的一种特例。实验表明,新型Live-wire算法与传统算法相比,能在保证精度的同时减少人工设定的节点个数,从而加快整个分割过程的速度。     

一种快速的报文丢失率推测方法

目前,在网络断层扫描的推测阶段主要采用的方法是似然估计,这些方法的计算量会随着网络规模的增加而急剧增长,从而影响在实际网络中的应用。为了克服似然估计引起的问题,提出了一种新的估计方法,该方法相对于似然估计,只需要简单的数值计算,计算量较小,且计算量不会随网络规模的增加而急剧增加。通过仿真比较可以看出估测的结果接近于真实值,能够真实反映网络报文丢失的趋势,在实际网络环境中有应用价值。     

Efficient Routing Algorithms for Multiple Vehicles With no Explicit Communications

In this paper, we consider a class of dynamic vehicle routing problems, in which a number of mobile agents in the plane must visit target points generated over time by a stochastic process. It is desired to design motion coordination strategies in order to minimize the expected time between the appearance of a target point and the time it is visited by one of the agents. We propose control strategies that, while making minimal or no assumptions on communications between agents, provide the same level of steady-state performance achieved by the best known decentralized strategies. In other words, we demonstrate that inter-agent communication does not improve the efficiency of such systems, but merely affects the rate of convergence to the steady state. Furthermore, the proposed strategies do not rely on the knowledge of the details of the underlying stochastic process. Finally, we show that our proposed strategies yield an efficient, pure Nash equilibrium in a game theoretic formulation of the problem, in which each agent's objective is to maximize the expected value of the ldquotime spent alonerdquo at the next target location. Simulation results are presented and discussed.     

新一代载人航天器显示仪表的图形加速算法研究

针对航天显示仪表对图形快速绘制的需求,研究现有2D图形绘制算法;提出改进的Bresenham直线绘制方法,利用线段中点进行加速绘制,一次循环可同时绘制两个点,比原算法节省了约30％的计算步骤;提出基于凸多边形的种子填充算法,利用凸多边形的某一单边确定填充种子,记为填充起点,以余下的边作为填充边界,记为填充终点,将所有起点终点进行对应划线完成填充,简化了计算步骤,算法复杂度减半;经过实验验证该算法在绘制复杂仪表图像时在执行时间方面的优越性,在理论和实验上都优于传统算法,能够较好地满足航天显示仪表对二维图形加速的需求,已成功应用到载人飞行器仪表中.     

斑马鱼视网膜细胞图像的分割研究

针对斑马鱼视网膜细胞图像分割时细胞粘连比较严重的情况,采用了边界距离变换和模拟浸水原理的分水岭变换相结合的方法。首先采用距离变换的方法提取细胞区域的局部极小值作为种子点,合并距离过小的错误种子点,然后使用分水岭算法进行分割。实验结果表明,该方法能够有效地分割斑马鱼视网膜细胞图像,成功地解决了分水岭变换中粘连细胞的过分割问题,且计算速度快。     

一种基于PDD算法的ADI-FDTD算法研究

为提高隐含变向时域有限差分算法（ADI-FDTD）的计算效率,鉴于并行对角占优算法（PDD）求解三对角方程的高效性,引入PDD算法实现了基于MPI的ADI-FDTD的并行计算。通过对运算时间、通信时间的分析,讨论了算法的效率。分析了由于PDD算法的近似处理所引入的计算误差,研究了误差估计与子区域网格数和Courant因子的关系,该研究工作有利于合理选择子区域网格数和Courant因子,进而减小计算误差。最后,通过算例验证了结论的正确性。     

A Fast Defects Location Method in ICT Images Based on Block Fractal Dimension

Non-destructive testing(NDT) has been widely used in many fields, we can easily see it is being used in shipbuilding, aerospace, weapons manufacturing and so on. ICT is one of the best non destructive testing methods currently, but it has not been used widely, because it requires much compute and costs much time. Defect location is one of the most important processing steps in the digital image analysis. Defect location would correspondingly reduce the time spent in the testing. We may only require locating the defects in some case. So, we divide the CT images into several little blocks which the square is equal, and then calculate the fractal on each block. By determining the value and connected region number of the fractal dimension, we can locate defects of the image. The results show that the block fractal dimension is a useful and time-saving defect location method.     

Accelerating ARTS

A major fraction of ray-tracing computation time is spent on ray-object intersection calculation. To reduce this calculation cost, one method, ARTS, subdivides the 3-D object space into voxels and uses a 3-D line-drawing routine to simulate ray propagation in the subdivided space to select objects for intersection testing. Finer space subdivision gives better object selection resolution and fewer ray-object tests. However, as the subdivision increases, the improvement is offset by a linear degradation of the line-drawing-routine efficiency and a cubic growth of the memory requirement. We solve these time and memory scalability problems in ARTS using an adaptive 3-D line-drawing algorithm, which traverses space with multiple stepsizes, and a hybrid database that employs both the octree and the 3-D array data structures. The space traversal cost in our solution grows logarithmically with the subdivision increase, and the memory requirement grows only linearly.     

WRNC系统中单用户跟踪的设计

伴随着我国3G网络建设逐步拉开步伐,外场出现的问题逐渐增多.传统的定位手段已经很难满足现场所处复杂环境的需求.速率这类棘手问题成为当前定位问题的难点之一.本文以此为背景,研究了一种基于单用户的新型数据跟踪方法,通过各个标准接口处流量的采集和对比分析,不但缩短了定位时间,而且提高了定位的准确度.