PC机群环境下最短路径并行算法的研究

本文在PC机群环境下,研究了最短路径并行算法。在非循环图网络模型和强连通随机网络模型上对算法的加速比和并行效率进行了实验研究,讨论了在PC机群环境中提高并行性能的方法及不同网络规模和网络模型下算法的加速比和效率。     

PC机与多台单片机并行通信接口的设计

在由PC机和多台单片机构成的多机控制系统中，PC机与多台单片机的通信接口设计是实现多机系统功能的关键。介绍了一种基于PC总线的PC机与多台单片机并行通信接口设计方法，并将其应用到交接箱远程监控管理系统中，取得了满意的结果。     

MPICH在Windows操作系统中的实现与应用

该文给出了对应于MPI标准的MPICH软件包在Windows操作系统中的配置和在MSVC＋＋中的实现方法，并对MPI与C／C＋＋绑定的基本编程进行了简要介绍。然后将其与一种电磁场数值算法——时域有限差分法相结合，以一维情况为例，讨论了网络并行时域有限差分法的实现方法。通过在由两台PC机构成的最简单的PC机群上的编程实现，验证了这种方法的可行性和高效性，实验结果表明通过MPICH软件包实现时域有限差分法的网络并行运算，可以使这种算法的加速比达到1．8。     

无约束最优化问题的BFGS松弛异步并行算法

为解决大规模非线性最优化问题的串行求解速度慢的问题,提出应用松弛异步并行算法求解无约束最优化问题。根据无约束最优化问题的BFGS串行算法,在PC机群环境下将其并行化。利用CHOLESKY方法分解系数为对称正定矩阵的线性方程组,运用无序松弛异步并行方法求解解向量和Wolfe-Powell非线性搜索步长,并行求解BFGS修正公式,构建BFGS松弛异步并行算法,并对算法的时间复杂性、加速比进行分析。在PC机群的实验结果表明,该算法提高了无约束最优化问题的求解速度且负载均衡,算法具有线性加速比。     

全球谱模式T213L31在PC机群系统上的并行实现

本文研究以PC作为结点的Linux机群系统上实现全球谱模式T213L31并行计算的方法,给出了谱模式的三维置换并行算法和半拉格朗日时间积分格式的按需通讯并行实现方法,同时提出了适合于机群系统的并行I/O实现。该实现在由四个双CPU结点组成的Linux机群环境下取得了良好的运行效果。     

一种基于网络的并行渲染和跨平台同步展示系统

虚拟现实的实时展示和交互的应用越来越广泛,但由于普通PC机渲染的性能问题,无法在保证帧率的条件下渲染超高分辨率的场景。基于网络的并行渲染系统具有性价比高、扩展性好等特点,并且可以输出超高分辨率的画面,适合大型的虚拟现实场景展示。该系统使用Unity3D支持虚拟现实渲染和跨平台的特性,使用PC机群基于Sort-First结构的实时并行渲染框架展示弧形超高分辨率场景,并使用网络将手机、平板和PC机群连接在一起,利用增强现实的方式同步展示整个场景。该系统支持多机同时连接展示,可以应用到博物馆、教学、展览等领域。     

PC机群的建立及在数值计算中的研究与应用

文中给出了一个利用SSH（Secure Shell）技术组建机群环境的新方案，并分析了PC机群的系统环境和网络并行软件PVM和MPI的主要功能，指出了各自的优缺点。分析设计了DAC并行算法，利用机群求解大规模线性方程组。数值结果表明算法收到较好的效果。PC机群能满足求解犬规模、高精度问题的需要，推动数值计算进一步发展。     

基于FPGA+PCI的并行计算平台实现

介绍了一种基于PCI总线和多片并行FPGA的高速计算平台。FPGA+PCI板卡利用普通PC机作为CPU,通过PCI总线互联,实现了一个并行高速的通用数字运算平台。利用VHDL语言编写各种算法,可用于加解密算法实现和高速数字信号处理等领域,而速度相当于数台PC机并行运算。     

单片机与PC机间的并行通信

介绍利用PC机并口资源进行单片与PC机短距离高速并行通信的实现方法.     

PC/104与PC机USB通讯的C 实现

目前,PC/104与PC机之间的通讯一般是以串行通讯或者并行通讯两种方式来实现的,然而USB通讯正以其高速性和连接灵活性等优点而被广泛关注。为实现PC/104与PC机之间的USB通讯,本文基于USB总线接口芯片CH375设计了PC104-USB转接板,详细描述了通讯中涉及的以伪中断方式发起上传数据流,以下传API发起下传数据流的通讯方式,并给出了相关程序代码。     

Efficient implementation of parallel three-dimensional FFT on clusters of PCs

In this paper, we propose a high-performance parallel three-dimensional fast Fourier transform (FFT) algorithm on clusters of PCs. The three-dimensional FFT algorithm can be altered into a block three-dimensional FFT algorithm to reduce the number of cache misses. We show that the block three-dimensional FFT algorithm improves performance by utilizing the cache memory effectively. We use the block three-dimensional FFT algorithm to implement the parallel three-dimensional FFT algorithm. We succeeded in obtaining performance of over 1.3 GFLOPS on an 8-node dual Pentium III 1 GHz PC SMP cluster.     

基于阶段并行模型的算法设计研究

NOWs正成为并行计算领域的一个新的发展热点,以太网构成的微机集群系统是NOWs的一种重要实现形式。阶段并行模型是BSP模型的改进,它更接近于表述实际的机器行为,同时具有编程简单、独立于体系结构和执行性能可预测等特点。文章研究了群集系统中阶段并行模型上的并行算法设计,以FFT算法为例,进行了设计和分析,并给出了测试结果。     

集群环境下的并行聚类算法

探讨在集群环境下，如何设计并行聚类算法。作为一种低成本、通用并行系统，集群系统的通信能力，相对于节点的计算能力，是一个瓶颈。所以在集群环境下，设计并行聚类算法时，应采用数据并行的思想。从理论上，对采用数据并行思想后，影响聚类算法的加速比和聚类质量的因素进行了分析，然后通过一个验证算法PCIT(Parallel clustering algorithm based on Index Tree)证实了理论分析的正确性。研究结果可以为以后设计更好的数据并行聚类算法提供理论依据。     

用于并行计算的PC机群

随着计算机技术的高速发展，使用机群进行并行计算也越来越流行，尤其是利用工作站机群进行并行计算已经十分普遍。但使用ＰＣ机群进行并行计算的系统还很少，这种ＰＣ机群由一组ＰＣ机（４８６，５８６）通过网络互连组成。本文介绍现有的几个ＰＣ机群和我们研制的一个ＰＣ机群计算环境     

On Exploiting Heterogeneity for Cluster Based Parallel Multithreading Using Task Duplication

Triggered by the ever increasing advancements in processor and networking technology, a cluster of PCs connected by a high-speed network has become a viable and cost-effective platform for the execution of computation intensive parallel multithreaded applications. However, there are two research issues to be tackled in the scheduling problem for PC cluster computing: (1) how to reduce the communication overhead of executing a multithreaded application on the cluster; (2) how to exploit the heterogeneity, which is unavoidable in an evolving PC cluster, for the application. In this paper, we propose to use a duplication based approach in scheduling tasks/threads to a heterogeneous cluster of PCs. In duplication based scheduling, critical tasks are redundantly scheduled to more than one machine, in order to reduce the number of inter-task communication operations. The start times of the succeeding tasks are also reduced. The task duplication process is guided given the system heterogeneity in that the critical tasks are scheduled or replicated in faster machines. The algorithm has been implemented in our experimental application parallelization system for generating multithreaded parallel code executable on a cluster of Pentium PCs. Our experiments, using three numerical applications and one protocol processing kernel (multithreading per request), have indicated that heterogeneity of PC cluster is indeed useful for optimizing the execution of parallel multithreaded programs.     

PC机群上共享存储与消息传递的比较

共享存储和消息传递是目前两种主流的并行编程模型.一般认为,消息传递的可编程性不及共享存储友好.OpenMP是目前共享存储编程的实际工业标准.机群OpenMP系统在机群上提供了OpenMP编程环境,具有易编程和可扩展的特点,但是其性能如何一直是关注的热点.以机群OpenMP系统OpenMP/JIAJIA和典型的消息传递系     

基于局域网和MPI的PC集群计算环境

利用现成PC构建由几十乃至几百台PC组成的廉价、实用且性能优良的并行计算机。实验系统是在由40台PC组成的以太局域网内,建立一个基于TRUBO—LINUX和MPI的集群计算环境,并在此基础上进行并行计算实验和性能测试。实验表明,这种环境适合于那些进程之间通信不频繁的或者通信开销相对于计算开销小得多的中粒度或粗粒度的计算任务。     

基于机群计算的星载SAR回波并行仿真研究

在星载合成孔径雷达（SAR）回波仿真时域算法和基于FFT的频域模拟算法的基础上,对星载SAR回波仿真的并行化算法进行了研究。基于通用计算机平台构成机群,采用SOCKET通信机制进行消息传递及数据传送,实现了回波仿真的并行化处理。通过对并行算法加速性能的分析,证明了该算法能有效地加速回波仿真的进程。利用Chirp Scaling（CS）算法对仿真数据进行成像,验证了该算法的有效性。     

Linux高性能计算集群的设计与实现

计算机和网络硬件设备逐步实现商品化和标准化,PC机或工作站的性能越来越高而价格越来越便宜,同时开源Linux微内核及集群工具中间件技术也日趋成熟稳定,高性能计算集群逐渐发展起来,并成为主流的高性能计算平台。高性能计算集群逐渐替代专用、昂贵的超级计算机对大规模并行应用构建原型、调试和运行。基于PCs或工作站的高性能计算快速部署及其可靠性和可管理性研究,对高性能计算集群在科学研究和工程计算等领域的应用,促进高性能计算技术的应用方面具有深远的意义。本文以OSCAR集群为实例,部署一个五结点的集群环境并运行简单的并行测试例子。     

异构集群的一种基于遗传的负载均衡改进算法

计算机集群系统是通过网络将一组PC或工作站连接起来,架构成的高可靠、可扩展的集群服务器,能够统一调度、协调运行,实现高效并行处理。负载均衡是集群系统良好性能的保障。用节点的总体资源、CPU的就绪队列长度和节点的任务数来构造遗传算法的目标函数,既考虑了集群异构的特点,又能很好的体现负载程度,通过使用网络压力测试工具对该算法进行性能测试,表明了其具有比较好的优越性。