高性能计算及其相关新兴技术

回顾高性能计算的发展历史,评述网格计算、云计算及其与高性能计算之间的关系,阐释新兴技术大数据和物联网,比较大数据、云计算与高性能计算的性能并分析其彼此间的关系.介绍代表国际高性能计算领域发展趋势的普适高性能计算以及作者在普及型高性能计算机研制方面的最新进展.指出高性能计算存在的一些难题,以及研制千万亿次以上的高性能计算机所面临的挑战.     

湖南省气象局远程高性能计算环境的设计与实现

湖南省气象局依托国家超级计算长沙中心,建立了我省第一个远程高性能计算终端用户.针对远程环境的搭建,首先分析了湖南省气象局在高性能计算方面的需求,然后从省级气象部门业务计算需求出发,重点阐述了以高性能计算机集群"天河一号"为计算资源的远程计算环境的系统架构以及主要技术路线与方法.考虑到远程高性能强大的计算能力和省级气象部门作业提交的复杂需求,又进一步设计了湖南省远程高性能任务调度的系统流程以及保障远程计算环境高速稳定的多层面方案.最后也给出了高分辨率中小尺度WRF模式在该环境下运行的实际情况,计算速度改善非常明显.     

PBS作业调度优化的研究与实现

PBS是一个批处理和计算机系统资源软件包，是国内外高性能计算机集群普遍采用的一种作业管理系统，具有易用性、可移植性、适配性和灵活性的优点。本文通过对PBS系统进行分析，了解其内部原理及实现方式，依托河南理工大学高性能计算平台，对其作业调度系统做进一步优化，通过缩短作业的等待时间来提高集群计算的效率。     

可扩展并行算法研究与可视化环境开发

目前各领域的应用问题呈现出多维性、非线性等高度复杂的特征，要求精度高、实时性强。要有效地解决这些问题，需要使用每秒十万亿次、百万亿次、甚至是千万亿次的高性能并行计算机。这样的高性能计算机一般由成百上千个甚至是上万个高性能微处理器通过高性能网络互连构成，如何发挥出其高性能是从事并行计算研究者的主要任务。可扩展并行算法的研究、可扩展度量方法的建立、并行应用程序的研制与优化以及大规模数据可视化环境的开发是其中最具挑战的4个问题。它们是挖掘高性能计算机的关键技术之一，也是高性能计算的基础应用研究。     

从TOP500座次表看高性能计算环境的发展与变化

高性能计算机为科学技术与国民经济的发展提供了有力的工具。本文重点介绍了：高性能计算机发展的动力;从第一台向量机到今天的Cluster系统,TOP500计算机座次表的产生与评测方法以及从TOP500计算机座次表看高性能计算环境的变化。     

高性能计算机集群的性能评价

通过所设计的2个测试方案对高性能计算机集群的加速比进行了测试,对其性能进行了评价。得到了其加速性能随着计算节点数的变化曲线,以及主节点对性能的作用。结果表明高性能计算机集群具有很好的加速性能、稳定性和很大的升级空间。而主节点参与计算,会导致负载不平衡,降低高性能计算机集群的加速性能。     

国产个人高性能计算机系统研制

指出面向普及型系统的个人高性能计算机(personal high performance computer,PHPC)是高性能计算发展的一个重要方向.对PHPC研究的关键问题进行了分析,系统介绍了国产PHPC的发展历程和最新研制进展.该系列系统的研制经历了从KD-50、KD-50-E到KD-60、SD-1(深大-1)以及KD-90三个阶段,实现了在保持计算峰值能力为万亿次规模的情况下,不断减小体积及系统功耗.最终在KD-90上实现一款真正意义的可移动个人高性能计算系统.该系列系统的显著特点在于计算核心采用国产单核或多核处理器,自主研制高性能硬件体系结构,并利用Linux操作系统以及开源软件等作为支撑软件实现了核心芯片设计、基础硬件以及基础软件等关键技术.给出KD-90面向云计算应用的推广型号SD-30(深大-30)的设计思路.     

高性能计算在水工上的应用

高性能计算作为计算的高端，受到人们的关注。本文介绍了高性能计算在水工中应用的迫切需要，特别是在并行有限元计算方面更显示出它的优越性，并以在混凝土三维细观静动力学分析为例，说明并行计算可以解决计算规模小和计算速度慢的问题。     

结构高性能计算中的并行有限元方法

综述了在结构高性能计算中的并行有限元方法的研究现状,其中包括利用普通微机构建的并行计算集群(通常称为Beowulf系统),对该领域的未来发展趋势作了展望;指出了在未来结构高性能计算中,网络并行计算集群环境下的并行有限元方法必定成为一种重要的必不可少的方法。     

高性能计算技术发展概述

随着科技发展,高性能计算技术已经成为一个国家综合实力的体现.简单介绍高性能计算技术的发展历史,指出了高性能计算技术未来发展的方向和趋势.介绍现代常见的几种高性能计算方式:集群、网格和云计算以及最新的高性能计算方式CPU+ GPU技术,并进行了对比.     

一种集成仿真的快速定制设计方法

针对制造业自动化整线或单元的设计和验证的过程,提出了一种集成仿真的自动化生产整线或单元定制设计方法OiS(Optimization integrated Simulation).基于三维仿真软件Demo3D,搭建整线定制化平台,通过迭代式地调整仿真模型的配置与执行引擎的算法结构,实现定制整线或单元仿真模型配置和执行过程的并行优化.该设计方法能够实现生产线的快速定制、缩短设计开发周期、减少设计和验证成本.     

管道机器人电缆恒张力控制系统的研究

为保证管道机器人能在管道内顺利地自由移动,对以AVR单片机为核心的电缆恒张力控制系统进行了研究,实现系统自动收放线功能。该控制系统包括硬件系统设计和软件系统开发两方面。其中硬件系统包括作为上位机的主控箱、作为下位机的绞盘和爬行器3个主要功能模块。软件系统开发基于一主二从的通讯模式,实现了基于AVR单片机的下位机与上位机的串行通信、绞盘电动机的恒转矩输出,从而保证爬行器运行时绞盘电缆一直处于恒张力状态。实验表明,该方法性能稳定可靠,控制精度高,有较大的推广应用价值。     

一种基于单片机的通用电视遥控器设计

本文介绍了在彩电生产中单片微机控制系统的开发设计方法和过程,设计了一种通用遥控器,彻底解决了生产线上因改换生产机型导致配置的遥控器也要频繁更换的麻烦。这种电视遥控器具有性能可靠、功耗低、使用方便等特点,为单片机在家电产品中的应用提供了一种实用方案。     

热电联产汽轮机模块化设计分析

模块化设计是在对一定范围内的不同功能或相同功能不同性能、不同规格的产品进行功能分析、划分并设计出一系列功能模块。通过模块的选择和组合构成不同的顾客定制的产品。模块化设计是热电联产汽轮机项目实施过程中的一大特点。对于汽轮机这种大型单机式产品的研发和制造过程,如果能够采用模块化的设计和制造方法,不仅可以缩短产品的生产周期;而且更有利于在原有产品的基础上提高产品性能及保证产品质量。     

中国公铁两用桥主桥结构体系分析与展望

中国公铁两用桥发展至今已有近80年的历史,从早期跨径小、结构受力简单的梁式体系发展到目前大跨径的拱式体系以及大跨径、超大跨径的斜拉、悬索体系等。通过收集中国已建和在建的以上4种结构体系的公铁两用桥相关资料,对中国4种结构体系的公铁两用桥主桥主梁结构、基础以及其他结构部分在结构设计、施工工艺、材料性能上的发展趋势进行了分析。分析发现：4种结构体系公铁两用桥主桥主梁结构设计中的主桁形式、桥面系、联结系在结构上由繁至简、由离散拼装至整体栓焊;主桁桁式在力学特性上与各结构体系公铁两用桥主梁受力特点相辅相成,充分发挥了材料的性能和结构的受力特点,主梁施工工艺趋于系统化、高效化、经济化,其材料性能趋于优质化;基础的类型没有明显变化,但其施工方法实现了自我创新,材料性能趋于优质化;拱式体系公铁两用桥主桥主拱的结构设计趋于新型化,施工工艺趋于复杂化,在材料的选择上趋于科学和经济化;斜拉和悬索体系公铁两用桥除主梁和基础部分外,其他部分结构的设计趋于科学化,施工趋于经济化、智能化,材料性能趋于优质化。     

虚拟仪器技术在温度采集系统中的应用

针对目前越来越多的控制系统以个人计算机为控制核心和虚拟仪器技术的快速发展等特点,为了使温度采集系统实现系统与计算机的高度融合,设计了一种基于实验室虚拟仪器工程平台和单片机的温度采集系统,将虚拟仪器技术应用到温度采集系统中.系统由STC系列单片机和数字温度传感器DS18B20搭建下位机系统进行实时温度采集,应用图形化编程软件LabVIEW和个人计算机构成上位机系统进行采集温度数据的实时处理、分析以及存储等操作.多次测试实验的结果表明,系统运行良好,实验结果理想.较传统基于单片机设计的温度采集系统,其设计实现了系统与计算机的高度融合,虚拟仪器技术在温度采集系统中的应用很大程度上提高了系统的灵敏性,降低了硬件制作的复杂度;与采用数据采集卡搭建的系统相比,应用串口通信极大程度上降低了成本.系统结构简单,直观形象、操作简单方便,人机交互界面友好美观,具有成本低、实时保存数据、抗干扰能力强等特点.     

可重组制造系统及其关键技术

可重组制造系统是一种能够在新的生产环境下重新组态的新型制造系统 ,在响应市场变化和个性化生产方面具有重要的意义 .可重组制造系统具有组织、业务、产品、加工系统和信息平台的可重组性 ,并具有模块化、集成化、可转换性、可诊断性、客户化生产等显著特点 ;阐述了可重组制造系统的科学基础、集成化的可重组设计原理、开放式智能化的控制系统、标准化的硬软件模块接口设计和可重组设备设计 ,指出了可重组制造系统应用研究的发展方向     

基于Grails的综合网络管理系统的设计

介绍了网络环境下对各种网络资源、服务对象以及业务活动进行分析与处理的网络综合管理系统的设计.该系统在基于JavaEE平台的Grails环境下设计,通过工作流建模、业务活动监控、建立统一门户等技术,实现高效的网络监控和管理运行.与传统单一网管系统相比,该系统具有特定网络环境全业务支持、高度定制、使用方便、性能优越等特点.     

基于ARM和DSP的可重构数控系统

针对柔性化制造的要求,构建了以ARM、DSP为基础的数控系统平台。该平台集成度高、稳定性强,能实现生产过程的高速度、高精度要求;同时巧妙利用SRAM解决了现场可编程门阵列(FPGA)动态重构中的重建时隙问题,实现了基于FOGA的可重构设计,提高了系统的柔性。在硬件基础上引入嵌入式实时操作系统RT-Linux,采用层次化软件设计,提高了数控系统运行的稳定性和任务调度的实时性。试验结果证明该方案是可行的。     

“校企合作,订单式”培养模式的实践与思考

"校企合作,订单式"培养高素质技能型人才,是高职教育改革、企业人才库建设和国家经济发展的共同需要。校企合作组建"订单教学班"是实践教学体系中不可缺少的重要环节。广东工程职业技术学院与迅达(中国)电梯有限公司开展校企合作取得成功经验,在探索"校企合作,订单式"培养模式的成效、创新点方面具有现实意义。