并行应用程序的远程实时跟踪可视化系统的设计及实现

并行应用程序的远程实时跟踪可视化技术通过实现对并行应用程序的实时监控，帮助科研人员更进一步地了解和控制并行数值模拟的计算过程．介绍一个面向并行应用程序的远程实时跟踪可视化系统．该系统远程实时访问运行在分布存储并行机上的并行程序中的变量，将计算的中间结果实时地显示在客户端图形工作站上，从而实现程序的远程实时跟踪．从设计目标、体系结构及其实现等几个方面来介绍该系统，着重讲述该系统中的核心部分——数据传输模块的实现，详细阐述该模块实现过程中所采用的分布类型数据的位置索引及同步访问机制等关键技术．     

数值模拟并行程序的跟踪与可视化

采用并行计算的手段,数值模拟程序可以在高性能计算环境下获得数值求解加速,但在短时间内输出的大量、多块的计算结果,也为研究者的数据分析造成了困难。为此,本文介绍了一个针对并行计算程序的远程跟踪可视化系统,它适合运行于并行分布式计算环境,用户只需简单改造数值程序,即可通过远程终端对运行期的程序进行自动计算跟踪和交互可视化,而跟踪系统的优化设计则使数值程序的远程交互延迟得到有效控制。     

基于OpenGL飞行实时可视化仿真的研究

以建立的飞机六自由度非线性微分方程为基础，介绍了如何在C＋＋ Builder6．0的开发环境下利用OpenGL建立三维仿真平台，实现飞机飞行特性实时三维动画仿真。提供了直观的反馈和针对仿真可视化设计的人机交互方法。本文基于OpenGL的飞行过程的仿真已经在飞行仿真实验中较好地实现了动态实时跟踪和数据的建立，在飞行仿真实现可视化计算和数据“可视化”方面有一定的实用价值。     

基于网格的计算化学过程可视化*

提出了一个基于网格的计算化学过程可视化解决方案,实时地监控计算过程,增加对计算过程的控制。网格提供了计算作业所需要的大量计算资源,对计算过程的实时监控则增加了对计算过程的控制。为了达到实时的目的,针对计算过程中的原子不变性,提出了优化的三维可视化方法,动态地设定检测的时间间隔,并引入了断点续传的思想。     

基于ROAM算法的动态地形可视化研究

地形可视化是战场环境可视化仿真系统的重要组成部分,动态地形可视化是动态战场环境可视化仿真的重要内容.介绍了现有的地形可视化算法及其思想,包括几种主流的多分辨率实时地形可视化算法.重点分析了ROAM算法的网格表示方法、网格连续性算法和误差度量方法.在现有的实时静态多分辨率算法中,ROAM算法是最易于扩展为实时动态多分辨率算法的算法.分析了动态ROAM算法[1]的思想,通过改进静态ROAM算法的网格表示,建立了一种适用于动态地形ROAM算法的半规则网格;通过引入过渡区,解决了动态半规则网格的连续性问题;建立了基于ROAM的动态地形可视化算法.最后通过一个动态壕沟的实例验证了算法的可行性.     

数值模拟实时三维可视化的C#与OpenGL实现

计算实时三维可视化已成为当代CFD/NHT等大型数值模拟软件的基本要求,C#中提供的GDI+显然无法满足.所幸目前已有一些成熟的3D图形开发库,如OpenGL和Direct3D,然而这两者所提供的函数均为C接口的API形式.并且利用C/C++、VB以及Fortran等语言开发OpenGL实现的技术已相对成熟,但在.NET环境下开发的技术对于程序员来说,仍可称为一种挑战.本文以哈尔滨工业大学开发的HITurbine为例.较为仔细地讨论了在.NET下利用C#与OpenGL实现的三种方式.这是在.NET环境下开发具有三维可视化程序的第一步,同时也可以作为一般数值模拟软件计算实时三维可视化的基本框架.     

数值模拟实时三维可视化的C#与OpenGL实现

计算实时三维可视化已成为当代CFD/NHT等大型数值模拟软件的基本要求,C#中提供的GDI 显然无法满足。所幸目前已有一些成熟的3D图形开发库,如OpenGL和Direct3D,然而这两者所提供的函数均为C接口的API形式。并且利用C/C 、VB以及Fortran等语言开发OpenGL实现的技术已相对成熟,但在.NET环境下开发的技术对于程序员来说,仍可称为一种挑战。本文以哈尔滨工业大学开发的HITurbine为例,较为仔细地讨论了在.NET下利用C#与OpenGL实现的三种方式。这是在.NET环境下开发具有三维可视化程序的第一步,同时也可以作为一般数值模拟软件计算实时三维可视化的基本框架。     

高性能计算数据远程交互可视化系统研究

针对现有可视化服务平台用户接口简单、实时性差的问题,提出了一种新的远程交互可视化平台系统。基于多任务协同和并行计算构建远程可视化服务平台框架,应用远程可视化和实时交互技术实现客户端用户对远程服务器端大规模计算数据及可视化工具的实时交互操作,从而为异地用户提供具有实时交互功能的可视化环境。应用结果表明,平台操作简便、实时性好,能支持多种可视化工具对多种计算数据进行远程操作。     

基于VTK的CFD数据可视化Grid Service设计和实现

应用可视化工具VTK和Java在网格计算环境下实现了一个用于CFD数据后处理的高效率、易扩展、实用的可视化网格服务。网格服务接口用Web服务语言(WSDL)描述,网格服务内部实现使用VTK作为可视化内核,构建网格环境的中问件系统使用的是基于OGSA的GT3。实验结果表明,可视化网格服务可以充分利用远程强大计算资源,为性能较弱的客户端提供强大的可视化处理能力。     

面向网格的可视化系统研究

科学计算可视化是数据和计算密集型应用，传统上常使用并行方法处理．随着计算机硬件性能的提高和网络技术的进步，主流并行可视化平台从高端并行机逐渐转变为PC集群和联网PC并始面向互联网获取资源和提供服务，格作为面向互联网的分布式计算方式，它的出现拓展了可视化应用的资源利用和服务提供范围，促生了可视化领域的一个新研究点：面向网格的可视化．介绍了面向网格的可视化的研究内容、研究现状以及一个基于Java的面向网格可视化系统原型GVis．     

一种适应数据与计算密集型任务的私有云系统实现研究*

与公有云计算相比,针对数据与计算双重密集型任务的私有云计算系统对计算效率和系统管理效率提出了更高的要求,目前的公有云计算系统显得过于复杂和繁琐,因此需要一种简便易用的能够适应数据与计算密集型任务的私有云计算系统实现。借鉴公有云计算的相关理论和实现方法,提出了一种针对数据与计算双重密集型任务的私有云计算系统实现方案。该方案通过作业文件描述用户的计算任务,确定计算任务的计算模型和计算的输入输出文件;针对私有云的特点,简化Google云计算系统的MapReduce并行处理框架,得到更加直观的数据计算模型;自动连     

航空遥感数据同化算法集成计算与可视化

遥感数据同化技术在动力模型框架内,使用数据同化算法对动力模型输出的定量(物理、化学量)数据与观测数据进行一致性处理与结果误差分析。将多源遥感数据同化到动力模型预测与参数估计中,可帮助改善地表、大气和海洋变化的分析和预测精度。以国家发改委"十二五"建设的国家航空遥感系统项目为依托,针对航空遥感系统10种传感器设计开发数据同化系统。因无法找到适用于该系统的3DVAR和EnKF算法程序,必须自主开发核心算法程序。介绍了研究开发的航空遥感数据同化算法集成计算与可视化系统及其核心算法的关键技术流程。实验结果证实,该系统可以有效地对航空遥感数据进行同化。     

基于网格的远程数据复制二级缓存机制

在网格计算环境中,分布协同工作的邻近主机需要多次拷贝远程文件,存在着重复操作的问题。针对这一问题该文提出了远程数据复制过程中的二级缓存的策略,并对可能出现的读写一致性问题给出了解决的方案。从而减少了分布协同工作时各主机多次拷贝远程文件和并行计算环境中多进程读取输入文件的通信开销,提高了一次通信的有效性。     

Computation and visualization of discrete particle systems on gLite-based grid

Three-dimensional simulation of discrete particle systems is performed by the discrete element method (DEM) software on the gLite-based BalticGrid infrastructure. The performance of a parallel algorithm for particles exchanging processors is investigated by using a number of benchmarks. Polydispersed particle systems are visualized by a novel grid e-service VizLitG designed for convenient access and interactive visualization of remote data files located on the grid. Partial dataset transfer from the storage element is implemented in the visualization e-service. The efficiency tests of VizLitG are performed on the datasets of different sizes. Two granular problems associated with triaxial compaction and hopper discharge are solved.     

适应大规模数据处理的动态服务私有云系统

为适应私有云环境下数据量大、计算密集、流程复杂的计算任务需求,借鉴公有云计算的相关理论与技术,结合私有云环境的特点,提出了一种适应大规模数据处理的动态服务私有云系统实现方案。该方案使用作业文件描述计算任务,以作业逻辑结构动态构建处理工作流程;通过数据流驱动服务请求,引入MapReduce并行框架进行大规模数据处理。实验结果表明：该方案能够正确有效地处理数据量大、计算密集、流程复杂的计算任务,显著提升处理效率,具有很高的实用性。     

基于矢量地图数据的异构混合快速绘制框架

随着测绘、遥感及相关技术的发展，矢量地图的数据规模和细节层次迅速增加，它们含有大量复杂的地理空间要素，且要素间存在复杂的拓扑几何关系，这使得大规模矢量地图的快速可视化对于高性能并行计算的需求十分迫切。针对这一问题，本文在原有的CPU多核处理的基础上引入GPU加速运算，提出一种基于CPU-GPU协同工作的异构混合并行绘制技术。实验结果表明，这种处理框架在矢量数据的快速可视化中作用较为显著，在大比例尺数据下并行加速比达到了较高的数值。     

基于IDL的林业遥感图像可视化技术研究

随着空间科技的发展,借助遥感图像开展森林资源调查和监测逐渐成为了解森林资源现状及发展趋势的主要手段。结合林业遥感图像检测典型问题实例,通过对IMG遥感影像的数值模拟和计算结果的可视化,设计并实现了基于IDL的林业遥感图像分类与可视化系统。结果表明,IDL 面向矩阵的特性和强大的数据可视化能力是林业资源检测和林业遥感图像可视化的理想工具。     

利用可信计算技术改善云计算的安全性

云计算影响了互联网上世界上任何地方远程服务器处理、数据存储和共享的方式。这种共享多种分布式资源方式,使得安全问题更加复杂化。本文分析了云计算环境下的安全服务,通过整合可信计算环境来建立云计算系统。可信计算平台模式可以提高云计算的安全性。可信计算模式重要的安全服务包括加密,认证,完整性和保密性等都可以用在云计算系统中。     

一种实用、高效的虚拟远程超级计算环境

远程计算是指用户在本地计算机上通过互联网利用远程超级计算机上计算资源的技术.传统的远程计算方式是用户通过telnet协议登录到远程机器上完成各项任务.这种方式在高速、稳定的网络环境下效率是很高的.但是当网络条件比较差时,如在低带宽、不稳定的网络上,这种方式会严重影响用户的工作效率.提出并实现了一个远程虚拟计算环境,它所采用的计算方式可有效完成在低带宽、不稳定的网络环境下效率较低甚至无法完成的远程计算,其中使用了如检查点设置/恢复、压缩传送、目录树传送等技术以达到尽量减少网络流量的目的.实践证明,这在我国当前的网络条件下是一种高效的远程计算方法.     

安全可视化远程计算系统

远程计算系统可用于共享远端科学计算软件和高性能计算机等资源。论文提出一种远程计算系统SVRCS，具有安全、简单易用、跨平台、异步计算和优先级计算等特点，使普通用户可以方便地进行远程计算。