检索结果-内蒙古大学图书馆

北京工业大学学报 2010年第5期36卷 640-645,650页

作者：李立新叶剑余洋信息工程大学电子技术学院郑州450004

安全散列算法(SHA)已经被广泛地应用于电子商务等信息安全领域.为了满足安全散列算法计算速度的需要,本文通过对SHA-3算法的候选算法——MD6算法的并行性分析,在GPU平台上快速实现了MD6算法,其最快实现速度是CPU速度的5倍,为快速高效的... 详细信息

安全散列算法(SHA)已经被广泛地应用于电子商务等信息安全领域.为了满足安全散列算法计算速度的需要,本文通过对SHA-3算法的候选算法——MD6算法的并行性分析,在GPU平台上快速实现了MD6算法,其最快实现速度是CPU速度的5倍,为快速高效的实现安全散列算法提供了有效的途径.

关键词：图形处理器 SHA算法 MD6算法线程构建模块计算统一设备架构

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分形计算的并行设计及TBB实现

引用

计算机应用 2011年第3期31卷 839-842页

作者：陈荣鑫陈维斌廖湖声集美大学计算机工程学院福建厦门361021 北京工业大学计算机学院北京100124 华侨大学计算机科学与技术学院福建泉州362021

线程构建模块(TBB)基于模板的特点简化了并行化设计,适合高效地实现多核并行设计。针对分形计算具有计算密集和高耗时的特点,结合TBB并行化设计,以充分利用多核计算资源。对影响并行性能的计算负载不平衡问题,提出了基于采样估算的平衡... 详细信息

线程构建模块(TBB)基于模板的特点简化了并行化设计,适合高效地实现多核并行设计。针对分形计算具有计算密集和高耗时的特点,结合TBB并行化设计,以充分利用多核计算资源。对影响并行性能的计算负载不平衡问题,提出了基于采样估算的平衡优化方法,通过采样执行时间来估算工作负载,据此进行均衡的任务划分,利用TBB任务调度实现并行处理。实验结果表明,采样估算精度高,耗时比率低,能有效实现负载均衡;基于TBB的实现可获得较好加速比。

关键词：分形计算多核并行线程构建模块负载平衡

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1D3V粒子模拟软件BUMBLEBEE的多核TBB并行研究

1D3V粒子模拟软件BUMBLEBEE的多核TBB并行研究

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作者：何英杰电子科技大学

学位级别：硕士

当我们遇到某些复杂问题的时候,传统的数学建模或者实验技术不一定能解决,比如大尺度的自然现象、瞬态的物理过程、一些具有复杂边界的问题等。随着计算机的高速发展,人们开始通过计算机来解决这样的问题,且取得了显著的成绩,但是随着... 详细信息

当我们遇到某些复杂问题的时候,传统的数学建模或者实验技术不一定能解决,比如大尺度的自然现象、瞬态的物理过程、一些具有复杂边界的问题等。随着计算机的高速发展,人们开始通过计算机来解决这样的问题,且取得了显著的成绩,但是随着模型增大或问题的精细化,使得计算机模拟负担呈数量级的增长,因此提高计算效率非常关键。通过硅工艺来提高CPU的频率已经达到了瓶颈,想要通过提高CPU频率来增加运算速度显然很困难,因此人们瞄向了多核并行。Intel公司的多核处理器已经日趋成熟,还发明了应用于多核编程的TBB线程构建模块,通过线程构建模块,将大大提高某些程序的运行效率。1D3V粒子模拟软件BUMBLEBEE是一款描述激光和物质互作用的粒子模拟软件。由于它的运行时间长,且又是一款适合并行的软件,因此本文基于因特尔公司的TBB线程构建模块,将1D3V粒子模拟软件BUMBLEBEE的串行程序并行化,主要工作包括:1.对TBB产生的背景及其并行环境Intel Parallel Studio做了简单的介绍,通过对比其他的编程语言如MPI和Open MP,阐述了选择TBB线程构建模块的原因。2.对串行代码的数据结构做了介绍,包括各个模块的功能和模块之间的执行顺序,然后通过Intel Parallel Studio中自带的工具对串行代码的热点做了分析。3.对本文中需要用到的TBB模板做了详细介绍,包括循环并行模板parallel_for和任务调度器task模板,对TBB中的其他功能作了简要的介绍。4.详细的描述了并行的具体步骤,对并行过程中遇到的数据竞争问题做了分析,详细的描述了解决数据竞争的算法及其原理,展示了并行程序相对于串行程序的加速比以及并行程序的可扩展性,其中加速比在四核下接近于线性加速,可扩展性良好。5.对比了并行程序和串行程序的运行结果（运行结果包括场的变化、粒子位置的变化等）,最终结果完全一致,验证了并行程序的正确性。最后分析了运行结果随时间的变化过程。

关键词： BUMBLEBEE 线程构建模块加速比多核加速激光与等离子体互作用

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基于多核TBB加速的激光等离子体互作用PIC模拟研究

基于多核TBB加速的激光等离子体互作用PIC模拟研究

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作者：冯骏帆电子科技大学

学位级别：硕士

由于传统的不可再生资源如煤、石油、天然气等急剧减少而且对环境污染较大,寻找清洁的、可再生的资源变得越来越重要。惯性约束聚变能够获得清洁能源,是解决能源问题和环境问题的重要方法之一。快点火方式是实现惯性约束聚变的重要途径... 详细信息

由于传统的不可再生资源如煤、石油、天然气等急剧减少而且对环境污染较大,寻找清洁的、可再生的资源变得越来越重要。惯性约束聚变能够获得清洁能源,是解决能源问题和环境问题的重要方法之一。快点火方式是实现惯性约束聚变的重要途径之一,吸引了很多学者对其进行研究,在其中的激光等离子体互作用数值模拟方面,粒子模拟方法已经成为颇具潜力且已被应用广泛的研究手段。粒子模拟程序具有并行性强的优点,因此大部分粒子模拟程序,特别是应用于激光等离子体互作用领域的具有超大计算负担的均已经或正在被并行化。程序并行化研究是提高程序运行效率的一个重要方法。将串行运行的粒子模拟程序进行并行化改进可以缩短运算时间、提高运算效率。同时,21世纪,计算机领域正在发生着一场计算方式的革命。Intel、AMD以及其他芯片制造商不断推出在单晶片上集成多重处理单元的新型芯片,用于取代过去的单一中心处理器。各种多核并行的程序设计方法,如Intel TBB,Open MP,MPI等工具的发展也为我们提供了可行的并行设计方法。本论文以电子科技大学开发的包含碰撞效应的相对论激光等离子体互作用PIC/MCC软件LPICMCC++为基础,以其激光等离子体互作用求解器为研究重点,发展基于多核编程工具Intel TBB的并行PIC程序,论文工作主要包括:1.对粒子模拟方法进行简单介绍,并对几种多核并行的方法进行介绍和对比,总结出运用Intel TBB对已有的激光等离子体互作用PIC程序进行并行改写的优势。2.对LPICMCC++激光与等离子体互作用求解器的数理模型和数值模拟算法进行推导,包括横向场和纵向场的求解、运动方程的求解,以及电荷源和电流源的求解,为后续准确地提出激光与等离子体互作用求解器的TBB并行方案奠定了基础。3.对激光与等离子体互作用求解器进行多核TBB并行加速研究。包括程序热点的分析、程序的并行化改写、数据竞争的检测和消除以及加速比的测量等。4.利用并行激光与等离子体互作用求解器对快点火过程中超短超强激光与等离子体的互作用过程进行模拟研究,详细分析了模拟过程中场和粒子随时间和空间的演化过程。将并行求解器和串行求解器的模拟结果进行了对比,两者结果相一致,从而验证了并行化的正确性。

关键词：快点火超热电子粒子模拟线程构建模块多核加速

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真空电子器件二维粒子模拟的多核TBB加速模拟研究

真空电子器件二维粒子模拟的多核TBB加速模拟研究

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作者：文林电子科技大学

学位级别：硕士

真空电子器件作为微波电子系统的核心器件,在国防和国民经济领域有广泛应用。在新型真空电子器件的研究过程中,涉及新的、复杂的非线性问题,常规参量化模拟无法得到准确结果,但此类问题可由粒子模拟(particle-in-cell,PIC)方法得到准确... 详细信息

真空电子器件作为微波电子系统的核心器件,在国防和国民经济领域有广泛应用。在新型真空电子器件的研究过程中,涉及新的、复杂的非线性问题,常规参量化模拟无法得到准确结果,但此类问题可由粒子模拟(particle-in-cell,PIC)方法得到准确描述。PIC方法已经成功应用于真空电子器件的研制中,但此方法由于其模拟过程耗时长、效率低而导致其发展受限。考虑到PIC方法的天然并行性,对其进行并行加速是消除其应用限制的可行途径之一。目前,多核计算机得到普及,Intel线程构建模块(Threading Building Blocks,TBB)作为并行开发工具,可以充分利用多核处理器资源,在不破坏已有模拟程序的情况下,实现对程序模块的并行优化,极大地保证了对现有模拟程序的充分利用,且兼容性良好。因此,本文以PIC方法和多核Intel TBB并行技术为基础,先对真空电子器件进行串行模拟,并使用粒子模拟软件MAGIC进行验证,然后再对串行模拟程序作多核TBB并行优化。主要内容包括:1.介绍课题的背景和意义,概述真空电子器件、PIC方法以及加速模拟的发展动态;2.综述现有的并行计算,阐明Intel TBB线程构建模块的并行优势,并对其作简单介绍;3.详细阐述二维直角坐标系下的电磁粒子模拟(2D XY PIC)算法。主要包括:电磁场计算、推动粒子运动以及电流密度计算等;4.以上述电磁粒子模拟算法为基础,完成程序的编写、调试与测试;并利用模拟软件MAGIC进行对比验证;建立电磁粒子模拟程序的多核TBB并行加速方案,完成程序的并行及优化;5.通过对比串、并行程序的计算结果,验证了并行程序的准确性,并对多核TBB并行性能进行分析。

关键词：真空电子器件 PIC MAGIC 线程构建模块

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基于任务并行策略的多核程序优化研究

基于任务并行策略的多核程序优化研究

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作者：张建强辽宁师范大学

学位级别：硕士

随着多核处理器的普及,如何有效利用多核处理器资源,成为了并行计算领域的研究热点。现在很多应用程序都是在单核单线程环境下开发的,在多核环境下还是以单线程形式执行,导致了多核资源的浪费。为了能够充分发挥多核潜力,提升应用程序... 详细信息

随着多核处理器的普及,如何有效利用多核处理器资源,成为了并行计算领域的研究热点。现在很多应用程序都是在单核单线程环境下开发的,在多核环境下还是以单线程形式执行,导致了多核资源的浪费。为了能够充分发挥多核潜力,提升应用程序的性能。本文在深入分析多核并行技术的前提下,研究了基于任务并行策略的多核程序优化技术。任务并行的优势在于它是轻量级的组件,调度任务的开销要比调度进程和线程的开销小。通过研究Intel线程构建模块(TBB),本文提出了基于任务调度器的的并行优化方法。该方法是通过任务调度器创建线程池管理任务,采用任务密取技术负载均衡地把任务自动地映射到多个逻辑线程上并行执行,从而提高多核资源的使用效率和应用程序的性能。针对多核集群环境提出了一种层次任务并行化方法,上层MPI提供节点间进程级的任务并行,下层TBB提供多核节点内部的任务并行。结合两者的优势,实现进程和处理节点以及线程和多处理核的两级并行。为了验证以上两种方法的高效性,以N皇后经典算法为例,分别在共享存储模型TBB和混合并行编程模型MPI+TBB环境下进行了循环迭代的并行化测验。实验结果表明,共享存储模型并行化的加速比和CPU利用率都能达到一个可观的数值,体现了任务调度器并行化的优越性;采用任务划分的混合并行编程模型不但可以减少程序执行时间,获得更好的加速比和执行效率,而且明显地提高了多核集群并行性能。最后本文以模糊C均值算法为例,运用OpenMP工作分区编码,实现了多核平台下的串行程序热点区域的任务并行化。运用Intel parallel studio高性能工具对并行化结果进行验证,从执行时间和并发性方面进行了比较,其性能都有了很大的提高。体现了任务并行策略通用性和可靠性的特点,对多核应用程序的性能优化有很好的实用性。

关键词：多核并行技术任务并行策略多核集群线程构建模块 OpenMP

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三层并行遗传算法及装箱问题中的应用

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微型机与应用 2011年第17期30卷 67-70,73页

作者：张丽岩马健孙焰同济大学交通运输工程学院上海201804 苏州科技学院土木工程学院江苏苏州215011

提出了一个新的基于线程构建模块(TBB)的三层并行遗传算法(TPGA)。与传统遗传算法相比,在保证了算法正确性的前提下提高了运行效率,并将遗传算法的数据编码、任务处理和数据解码分别进行并行化,提高了收敛速度。TBB是Intel提供的能够完... 详细信息

提出了一个新的基于线程构建模块(TBB)的三层并行遗传算法(TPGA)。与传统遗传算法相比,在保证了算法正确性的前提下提高了运行效率,并将遗传算法的数据编码、任务处理和数据解码分别进行并行化,提高了收敛速度。TBB是Intel提供的能够完整表现并行性的代码库。采用C++语言实现了基于TBB的TPGA和串行遗传算法(SGA),通过大量实验证明,TPGA同SGA相比,不但提高了收敛速度,而且能够取得一致的最优解。

关键词：多线程三层并行遗传算法线程构建模块装箱问题

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基于GPU的MD6算法快速实现

基于GPU的MD6算法快速实现

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2010年第四届中国可信计算与信息安全学术会议

作者：李立新叶剑余洋信息工程大学电子技术学院郑州450004

安全散列算法(SHA)已经被广泛地应用于电子商务等信息安全领域.为了满足安全散列算法计算速度的需要,本文通过对SHA-3算法的候选算法--MD6算法的并行性分析,在GPU平台上快速实现了MD6算法,其最快实现速度是CPU速度的5倍,为快速高效的实... 详细信息

安全散列算法(SHA)已经被广泛地应用于电子商务等信息安全领域.为了满足安全散列算法计算速度的需要,本文通过对SHA-3算法的候选算法--MD6算法的并行性分析,在GPU平台上快速实现了MD6算法,其最快实现速度是CPU速度的5倍,为快速高效的实现安全散列算法提供了有效的途径.

关键词：图形处理器 SHA算法 MD6算法线程构建模块计算统一设备架构

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