检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：陈彬武汉科技大学

学位级别：博士

双目立体视觉是获得现实场景深度信息的一个重要手段，是计算机视觉领域一个备受关注的研究课题，在机器人视觉与自主导航，三维测量与三维重建以及自动驾驶等领域有着广泛的应用。双目立体匹配旨在利用像素匹配方法确定双目视觉系统获... 详细信息

双目立体视觉是获得现实场景深度信息的一个重要手段，是计算机视觉领域一个备受关注的研究课题，在机器人视觉与自主导航，三维测量与三维重建以及自动驾驶等领域有着广泛的应用。双目立体匹配旨在利用像素匹配方法确定双目视觉系统获取的左右两目图像中各像素间的对应关系，以便确定拍摄物体的深度信息，是双目立体视觉研究的一个核心且极具挑战性的课题。随着双目立体匹配研究的深入，目前实时化已成为该课题的研究方向和热点。本文从算法设计与实时实现两方面着手对实时双目立体匹配问题展开研究，一方面对具有较低算法复杂度且具备较高匹配质量的双目立体匹配算法展开研究和设计；另一方面依托本文提出的匹配算法对基于gpu并行计算平台上的实时实现方法展开深入探索；最终，达到了有效解决双目立体匹配实时化的目标。主要研究内容如下： 1.提出了一种实时非对称线性双目立体代价聚合方法。在分析线性双目立体代价聚合算法原理的基础上，本文利用非对称代价聚合方法对线性双目代价聚合算法的计算过程进行简化，并采用鲁棒性更强的TAD匹配代价函数以弥补简化所带来的精度不足，使得最终的代价聚合过程在保证了与原算法相当的匹配质量的同时大幅降低运算复杂度。最后，本文将非对称线性代价聚合算法的计算过程并行化，并映射到gpu并行计算平台上。实验结果表明，本文提出的实时非对称双目代价聚合算法在提高匹配准确度的同时提升了聚合效率，满足了实时性需求。 2.提出了一种递归边缘保持型双目立体匹配算法。本文将一种基于域变换理论的递归边缘保持滤波器技术引入到双目立体代价聚合过程中，实现了一种具有常数算法复杂度的代价聚合方法，并围绕该代价聚合方法设计了一整套包括预处理、代价计算、代价聚合及其后处理的双目立体匹配算法。实验数据表明，递归边缘保持型双目立体匹配算法能够在常数运行时间内获取视差图，且视差图的质量接近或优于某些处于研究前沿的全局匹配算法，在实时双目视觉领域有着良好的应用前景。 3.提出了一种实时并行递归边缘保持型双目立体代价聚合方法。鉴于本文提出的递归边缘保持性双目立体匹配算法的计算复杂度为常数且具备良好的匹配质量等特点，本文依托CUDA并行计算框架，将该匹配算法最为核心且最为耗时的部分，即递归边缘保持型立体代价聚合，映射到gpu并行计算平台上，以满足双目立体匹配的实时性需求。与其他实时双目立体代价聚合算法相比，通过本文的并行映射，最终递归边缘保持代价聚合的运行效率有了大幅度的提升，在实时双目视觉系统中有更为明显的优势。 4.提出了一个适应于实时条件下的视差优化框架。为进一步提高双目立体匹配过程的匹配准确度，并切合实时性研究目标，本文构建了一个基于gpu并行计算平台的视差优化流水线。该流水线由多个相对简单，速度较快的优化方法组成，其中各个优化方法取长补短，相互协作，对各类误码都有良好的校正效果，且实时性能优异。最后，通过实验对本文的实时双目立体匹配的研究结果进行验证与总结。结果表明，最终的匹配精度和视差图质量接近于目前该领域的前沿水平且运行效率亦能满足实时性要求。总之，通过上述工作，本文对实时双目立体匹配问题进行了深入的研究，从匹配代价计算、代价聚合到视差优化，本文都提出了相应的实时、高效的解决方法。通过本文提出的方法，不仅能提高双目立体匹配的准确率获得高质量的视差图，还能保证良好的实时特性。本文的研究成果在基于通用PC平台的实时双目视觉的应用领域有着广泛的应用前景。

关键词：双目视觉立体代价匹配实时 gpu通用计算统一计算架构

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心脏电生理的快速仿真和交互式可视化方法研究

心脏电生理的快速仿真和交互式可视化方法研究

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作者：张雷哈尔滨工业大学

学位级别：博士

虚拟心脏是运用数学建模和计算机仿真的方法在计算机中再现心脏结构和功能的研究课题。其目的是揭示心脏的运行机制并且研究临床医学中存在的难以解释的生理现象以及心脏对药物作用的反应。心脏的电生理仿真是虚拟心脏研究的主要研究内... 详细信息

虚拟心脏是运用数学建模和计算机仿真的方法在计算机中再现心脏结构和功能的研究课题。其目的是揭示心脏的运行机制并且研究临床医学中存在的难以解释的生理现象以及心脏对药物作用的反应。心脏的电生理仿真是虚拟心脏研究的主要研究内容,通过电生理现象能够分析心脏生理、病理和药理方面的问题。可视化方法是通过虚拟心脏在计算机中再现心脏的基础,是验证虚拟心脏仿真和建模结果的重要手段。因此对于心脏的电生理仿真和可视化的研究对于整个虚拟心脏研究领域都有极其重要的作用。本文从心脏电生理仿真和可视化研究中存在的问题入手,研究电生理仿真方法和心脏解剖结构数据以及电生理数据的可视化方法。尝试通过图形处理器(Graphics Processing Unit,gpu)建立心脏解剖数据可视化和功能数据可视化之间的联系,以及电生理仿真和可视化之间的联系。本文主要工作如下：基于gpu的快速心脏电生理仿真心脏电生理仿真存在的主要问题是难以找到一种有效仿真方法实现。本文提出了基于gpu的快速电生理仿真方法,分析了心脏电生理仿真过程的并行性,讨论了运用gpu实现电生理仿真的可行性,并且实现了基于gpu的快速电生理仿真方法。针对电生理仿真过程的特点探讨了仿真方法的优化策略。基于gpu的心脏解剖结构可视化心脏解剖结构复杂且内部组织相似,使心脏的各个器官难以有效区分。针对这一问题,本文提出了基于纹理切片的心脏组织分割可视化方法,有效展示了心脏的特定组织。针对心脏的堆叠结构中组织间相互遮挡从而导致各个组织的轮廓信息难以有效展示的问题,本文提出了改进的Context-Preserving模型。实验结果表明,将该模型集成在基于gpu的光线投射方法中相比主流的心脏解剖结构可视化方法具有更好的绘制效果。交互式心脏精细结构可视化针对心脏解剖结构中精细组织难以有效可视化的问题,本文提出了基于统计信息的交互式可视化方法。在保证整体解剖结构有效展示的前提下,该方法能够让用户交互地获得心脏精细结构的可视化。根据人类对于不同色调的感知,结合光照传递函数,本文提出了基于感知的光照增强可视化方法,该方法能够有效增强被选中的心脏组织,同时抑制其它组织。心脏电生理仿真数据可视化为了有效展示电生理仿真数据的时变属性,本文提出了电生理仿真数据的在线可视化方法,在保证绘制质量的条件下有效展示了心脏组织电压分布随时间的变化。针对心脏内部组织电生理仿真数据难以有效展示的问题，本文提出了多体数据可视化的方法，通过为发生电生理现象的器官提供解剖结构上下文，准确地展示了电生理仿真数据的空间信息。为了解决三维电生理仿真数据在线可视化效率低的问题，本文最后提出了三维电生理仿真数据序列可视化的方法，有效提高了三维电生理数据的绘制效率。实验表明，本文提出的基于gpu的快速电生理仿真方法有效提高了电生理仿真的运算效率。心脏解剖结构以及电生理仿真数据可视化的方法，不但能够实现实时绘制，而且能够有效突出心脏组织的轮廓信息。对于选定的组织以及发生电生理现象的组织都能够有效地展示。

关键词：虚拟心脏电生理仿真可视化传递函数 gpu通用计算

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高性能计算在水工结构工程数值仿真中的应用进展

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武汉大学学报（工学版） 2015年第5期48卷 634-638,657页

作者：赖俊杰何吉向前武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室湖北武汉430072

从当前水工数值仿真中面临的问题入手,总结了水工数值仿真中有限元并行计算的3个策略:方程组并行求解、区域分解、EBE方法;比较了实现并行计算采用PC网络机群、高性能计算集群、gpu通用计算的优缺点,指出了gpu集群将成为水工数值计算的... 详细信息

从当前水工数值仿真中面临的问题入手,总结了水工数值仿真中有限元并行计算的3个策略:方程组并行求解、区域分解、EBE方法;比较了实现并行计算采用PC网络机群、高性能计算集群、gpu通用计算的优缺点,指出了gpu集群将成为水工数值计算的新的硬件基础.并着重阐述了高性能计算在高拱坝地震损伤计算、拱坝-地基系统的有限元计算、闸门结构分析和随机有限元等水工数值仿真问题中的应用.最后探讨了云计算在水工数值仿真中的应用,并指出云计算将成为水工数值仿真,尤其是水工实时监测与反馈分析新的发展方向.

关键词：高性能计算水工结构工程数值仿真并行策略 gpu通用计算云计算

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虚拟手术系统中实时形变模拟方法研究及应用

虚拟手术系统中实时形变模拟方法研究及应用

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作者：徐浪华中科技大学

学位级别：博士

外科手术是临床治疗的重要手段。随着科技的发展及生活水平的提升,从开放手术到微创手术,操作方式往精准化发展,要求医生手术技能的专业化程度越来越高。手术作为一种性命攸关的治疗手段,其临床技能通常需要外科医生长时间的训练与积累... 详细信息

外科手术是临床治疗的重要手段。随着科技的发展及生活水平的提升,从开放手术到微创手术,操作方式往精准化发展,要求医生手术技能的专业化程度越来越高。手术作为一种性命攸关的治疗手段,其临床技能通常需要外科医生长时间的训练与积累。长期以来,医生缺乏足够的训练方式和机会,这与社会对成熟外科医生的巨大需求形成矛盾。伴随虚拟现实技术及计算机硬件的快速发展,虚拟手术系统应运而生。通过对体内环境的三维建模与可视化,结合拟真人机交互方式,虚拟手术系统能够实现真实手术全流程演示与交互操作,提供针对性的重复训练,成为基础技能学习与临床练习之间的过渡环节,极大提升培训效率。实时形变模拟是虚拟手术系统开发中最为关键的模块,它涉及体内环境真实感渲染,包括器官组织的形变、创伤、流血及缝合等的器械器官交互操作,使得虚拟手术系统更接近临床表现。实时形变模拟满足可用性需要解决三个关键问题:一、准确性,可变形体的形变特征具有物理依据,在三维视觉上可信;二、实时性,形变计算能在极短时间内完成,满足不同应用环境的要求;三、鲁棒性,模型具有数值稳定性,在长时间操作及拓扑结构改变下模型不会崩溃,不丧失计算精度。更近一步,实时形变模拟达到实用性需要解决两个关键问题:一、多样性,包括器械、器官及体液等不同动态物体都能模拟计算;二、易用性,整合三维渲染模型及实时碰撞检测算法,方便地应用于特定手术模块开发。着眼于以上两方面,开展本文研究工作。首先,生物软组织是虚拟手术系统中最关注的可变形体,占据着医师的大部分手术操作和视野。相较于简单柔性体,生物软组织作为有机高聚物,其呈现出非线性、粘弹性及不可压缩性的力学特征。为更好地模拟生物软组织,本文提出了一种生物软组织实时形变模拟方法SpringPBD,将非线性-粘弹簧引入基于位置动力学中,结合体积不变约束,实现模拟生物软组织的典型力学特征。以肝脏器官离线有限元计算结果为标准,SpringPBD算法的全局误差比现行主流实时形变模拟算法更低。此算法具有较高的实时性和准确性。其次,以不可伸长弹性杆为物理模型的手术缝合线、介入手术导丝和纤维内镜等医疗器械在手术中应用广泛,而不可伸长手术缝合线由于穿刺、缠绕和打结等行为呈现出更加复杂的交互效果。因此本文以不可伸长手术缝合线为研究目标,采用离散Cosserat弹性杆模型,结合直接距离约束求解,实现模拟手术缝合线在发生弯曲、扭转等大变形时保持长度几乎不变,长度变化率低于3.2%。同时借助连续碰撞检测与响应,呈现了大时间步长模拟下的稳定打结、缠绕和生物软组织缝合效果。再次,一个完整的虚拟手术场景,包含生物软组织、手术器械及血液等多种动态物体,涉及到大量的碰撞解算和形变计算。考虑到三维渲染的技术特点,本文采用计算着色器实现了gpu并行加速的统一粒子框架CSDynamic,利用基于位置动力学模拟系统中的各类动态物体。通过对物理计算中最耗时的碰撞检测和约束投影进行并行改造,在大量基元的模拟场景中碰撞检测加速比最高达15,约束投影加速比最高达17。CSDynamic构建的夹持训练场景,物理计算每帧平均耗时仅7.19毫秒。该框架满足实用性的要求,且具有跨平台的技术特点。最后,在应用环节,本文提出了一个基于中国数字人的虚拟手术系统快速开发流程,涵盖人体器官和手术器械建模方法,以及手术场景的实时真实感渲染。借助中国参考人技术,该流程可套用至不同年龄阶段及体型的中国人群。本文应用该流程构建了腹腔镜胆囊切除虚拟手术系统,该系统由自研五自由度机械手及图形渲染设备组成,具有基础技能及完整手术流程的训练功能。综上所述,本文提出了针对于生物软组织和不可伸长手术缝合线的两种实时形变模拟方法,一套gpu加速的应用框架和一个虚拟手术系统快速开发流程。本文的研究意义在于走通了面向虚拟手术系统开发实时形变模拟方法的全流程,该流程能够高效地满足不同手术类型下模拟仿真的需求,为可靠的手术技能培训提供技术支撑。本文所述方法不仅能够应用于虚拟手术系统,在互动游戏、电影动画及教育培训等领域具有广阔的应用前景。

关键词：虚拟手术系统实时形变模拟基于位置动力学基于物理的动画真实感渲染生物软组织手术缝合线 gpu通用计算

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轻量级分组密码算法S盒的设计与分析

轻量级分组密码算法S盒的设计与分析

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作者：刘伯仲上海交通大学

学位级别：博士

物联网作为新一代的网络应用,将互联网技术从人与人的通信扩展到物与物的通信,为人类生活带来了极大的便利。随着物联网的飞速发展,人们对物联网中数据的保密性、完整性和可用性更加重视。密码技术是支撑整个信息安全保障体系的核心技... 详细信息

物联网作为新一代的网络应用,将互联网技术从人与人的通信扩展到物与物的通信,为人类生活带来了极大的便利。随着物联网的飞速发展,人们对物联网中数据的保密性、完整性和可用性更加重视。密码技术是支撑整个信息安全保障体系的核心技术。然而,传统的密码学算法(如AES)难以满足物联网产品中功耗低、计算资源受限的要求,一类新的密码算法—轻量级密码算法应运而生。所谓轻量级,是指在设计密码算法的过程中,充分考虑底层硬件运行环境的特点,力求在达到最快速度与最高效率的同时,满足一定级别的安全性。轻量级分组密码算法是物联网中广泛使用的算法,为保障物联网正常、稳定、安全运作起着举足轻重的作用。在研究轻量级分组密码算法的安全性时,作为算法中的非线性部件,S盒起着支撑整个算法安全性的作用。综合考虑安全和效率的平衡,轻量级分组密码算法一般使用4比特S盒,其中有一类特殊的S盒更是受到算法设计者的重视—自反S盒。所谓自反,是指一个输入经过两次S盒后得到的结果仍然是本身。自反S盒能够为密码算法的电路实现带来空间及效率的优势,但其安全性仍需要进一步的研究。轻量级分组密码算法在实际中面临的状况是复杂的,攻击者可以轻易地接触到整个密码算法芯片,然后实施一类特殊的攻击—差分功耗攻击。该类攻击通过采集密码算法实际运算中泄露的信息,结合统计理论进行分析,从而快速地破解密码系统。抵抗差分功耗攻击的方法有多种,其中Nikova等人提出了一种保护S盒的门限实现方法—sharing。该方法结合秘密共享、门限密码和安全多方计算来对S盒重新进行设计,能够从理论上抵抗差分功耗攻击。然而该方法的计算复杂度较高,在实际中难以应用。因此,研究一个快速、有效、通用的S盒门限实现方法对设计安全的轻量级分组密码算法具有重要意义。随着计算机性能的迅猛发展,研究者对密码学分析加速的需求也越来越大。作为潜力巨大的硬件加速平台,gpu显卡具有成本低、并行计算能力强的特点。越来越多的科研机构开始利用gpu的通用计算能力处理非图形绘制方面的科学计算研究。因此,密码学分析与gpu相结合成为了一个新颖的研究课题。结合gpu的并行计算来合理优化密码学分析中经常需要的大量计算,能够极大地提高分析效率,使得分析结果变得更加有效、可用。本文重点研究轻量级分组密码算法中4比特S盒的安全性,并结合gpu通用计算对分析的过程进行优化,取得了以下的进展:1.研究了4比特自反S盒的安全性,包括抗线性攻击性质、抗差分攻击性质以及almost-resilient性质,发现了4比特自反S盒能够严格满足抗线性攻击的要求,但不能够严格满足抗差分攻击的要求,并指出almost-resilient性质对于判别S盒安全性并不十分有效。本文还给出了一些安全的自反S盒供算法设计者参考和选用。2.提出了一个可抵抗差分功耗攻击的4比特S盒门限实现的自动化搜索方法。该方法具有通用性,能够适用于任意一个4比特S盒。本文成功地找到了常用轻量级分组密码算法的S盒的门限实现,并分析了所有4特自反S盒的门限实现。3.研究了gpu通用计算中的软件流水线优化技术,证明了均匀分割是数据分块的最优方式,提出了多种情况所对应的最优调度方式,并给出了不同应用所对应的最优数据粒度。本文的研究成果能够在原来实现基础上提升31%-59%的性能。4.分析了S盒自动化搜索算法的实现细节并研究了gpu通用计算的优化技术,提出了一个基于gpu的快速构建S盒门限实现的算法。该算法与未经优化的并行算法相比提升了5-50倍,与原来CPU的算法相比提升了大约300倍。

关键词：轻量级分组密码 S盒门限实现差分功耗分析 gpu通用计算软件流水线

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基于Brook的排序网络实现

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微电子学与计算机 2010年第5期27卷 53-56页

作者：崔雪冰张芳芳李国徽河南城建学院计算机科学与工程系河南平顶山467001 华中科技大学计算机科学与技术学院湖北武汉430074

针对"排序网络"的特点及其广泛运用的意义,依据现代gpu在通用计算方面的功能,提出了基于Brook在gpu上执行通用计算的实现方法,并对"排序网络"在gpu的实现进行了测试,结果表明gpu在Brook环境下通用计算能力优于CPU,... 详细信息

针对"排序网络"的特点及其广泛运用的意义,依据现代gpu在通用计算方面的功能,提出了基于Brook在gpu上执行通用计算的实现方法,并对"排序网络"在gpu的实现进行了测试,结果表明gpu在Brook环境下通用计算能力优于CPU,且排序网络的并行计算的特点能够在gpu上充分展现.

关键词：排序网络数据并行计算流计算 gpu通用计算 Brook

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基于gpu的高效图像协方差矩阵算法与实现

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计算机工程与设计 2014年第12期35卷 4238-4242页

作者：陈彬陈和平李晓卉武汉科技大学信息科学与工程学院湖北武汉430081 武汉科技大学计算机科学与技术学院湖北武汉430074

为提高图像处理领域协方差矩阵的计算效率,满足其在实时要求下的应用,借助gpu通用计算技术,结合CUDA编程模型,对协方差矩阵的计算进行有针对性的并行化优化,设计并实现一种高效的并行图像协方差矩阵算法。为在通用PC平台上使用协方差矩... 详细信息

为提高图像处理领域协方差矩阵的计算效率,满足其在实时要求下的应用,借助gpu通用计算技术,结合CUDA编程模型,对协方差矩阵的计算进行有针对性的并行化优化,设计并实现一种高效的并行图像协方差矩阵算法。为在通用PC平台上使用协方差矩阵并满足实时性需求的各种图像处理应用提供了一个可行的解决方法,对其它领域涉及到协方差矩阵的实时计算也有良好的借鉴作用。与原有的CPU实现方法相比,gpu的效率有了平均数千倍的提升。

关键词：协方差矩阵并行计算 gpu通用计算统一计算架构

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克里格插值的加速和参数优化及其应用

克里格插值的加速和参数优化及其应用

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作者：姜春雷中国科学院研究生院(东北地理与农业生态研究所)

学位级别：博士

克里格(Kriging)插值是一种有效的插值方法,也是地统计学的重要组成部分,已经被广泛用于地质、气象学、地理学和地图制图学等应用中。与传统的插值方法(反距离加权插值法、自然邻点插值法、最近邻点插值法、局部多项式法、移动平均法、... 详细信息

克里格(Kriging)插值是一种有效的插值方法,也是地统计学的重要组成部分,已经被广泛用于地质、气象学、地理学和地图制图学等应用中。与传统的插值方法(反距离加权插值法、自然邻点插值法、最近邻点插值法、局部多项式法、移动平均法、线性插值三角网法和径向基函数法)相比,克里格插值法从区域化变量自身的特点出发,建立在变异函数理论和结构分析的基础上,充分考虑了样本点间的空间位置关系以及与待估点的空间关系,是一种无偏最优估计,拥有极高的精度。近年来,随着科研工作者们对插值方法越来越多的关注、插值方法自身的不断发展以及大量的实际应用,克里格插值已经成为相关学科的一个重要应用工具和研究热点。克里格插值在应用到大区域范围或大量样本情况下,其计算量极大,严重制约了它的应用范围。因此,基于并行方法减少克里格插值的时间是十分必要的。随着并行计算技术的发展,大区域和大样本环境下的快速克里格插值成为可能。GPgpu是近年来发展起来的一种新并行加速方法,相比集群平台,它有成本低、能耗少等独特的优势;同多核平台比,它能并发运行更多的线程,拥有更快的速度。本文基于gpu平台,利用OpenCL框架,针对gpu体系结构特点和克里格算法特点实现了克里格插值的gpu加速;同时建立了CPU-gpu协同加速克里格插值技术体系;通过集成遗传算法与粒子群算法优化了变异函数的参数;最后,将克里格插值应用于叶面积指数的预测。本论文的研究成果不但可用于克里格插值的加速,同时也为其它地学算法的gpu加速提供了方法上的借鉴。本文的主要工作如下:第一,并行粒度的选择。根据克里格插值和gpu体系结构的特点,利用阿姆达尔定律,系统分析了不同粒度的插值方法对其加速比的影响,并得出了适合gpu插值的最优粒度。同时也为其它地学算法并行方案中的粒度问题提供了参考价值。第二,冗余存储和计算的减少。克里格插值过程中相邻待估点可能拥有相同的邻近点这一特点,基于这一特点提出冗余矩阵减少方法(Redundant matrix reduction,RMR)。此方法对于拥有相同邻近点的待估点,仅构造其中一个待估点的系数矩阵,并计算其逆矩阵,其它拥有相邻近点的待估点使用这个逆矩阵计算自己的估计值。在这个过程中,RMR方法能同时减少gpu算法中的存储和计算消耗。第三,邻近点搜索。大区域克里格插值的分块解决方案中,在gpu上进行每一次计算时使用的采样点数量有限,针对这一特点,提出了快速可扩展窗口搜索方法(Quick extensible window searching,QEWS)用于搜索邻近点。同常用的邻近点搜索方法—KD树搜索法相比,QEWS方法在样本数量比较少的时候拥有优势。在对大的区域或大量样本插值时通常将其划分为较小的部分,因此在克里格插值算法中QEWS比KD树更有优势。第四,CPU-gpu异构平台上的克里格算法加速。在gpu算法中,当gpu执行并行计算时,CPU通常处于等待状态,因此本文联合CPU和gpu共同承担克里格插值的并行任务,结果表明,此方法能有效提高克里格插值的速度。第五,变异函数参数估计。变异函数的参数估计对最终的插值结果有重要的影响,通过遗传算法与粒子群算法对变异函数的参数进行了估计。第六,叶面积指数预测。在单点LAI预测过程中,基于时间序列分析方法SARIMA对LAI值进行预测,通过BP神经网络方法对SARIMA方法预测结果的残基进行拟合,将二者预测结果的和做为最终预测的结果,实验结果表明,SARIMA方法和BP神经网络的结合能有效提高预测结果准确性。在区域克里格插值中,通过时间序列分析方法SARIMA对一定区域范围内的LAI预测,利用克里格插值对这个区域范围内SARIMA预测结果的残基进行拟合,结果表明,克里格插值方法能够拟合SARIMA预测结果的残差,从而提高预测结果准确性。

关键词：克里格插值 gpu通用计算开放计算语言高性能计算 LAI预测

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基于图形处理器加速的叶轮机流场数值模拟研究

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科学技术与工程 2013年第11期21卷 3195-3199页

作者：张翔黄秀全西北工业大学动力与能源学院西安710072

近年来,图形处理器(gpu)已经逐渐发展成一种能够满足通用计算的多核心细粒度并行化的处理器,它往往能够提供10倍于CPU的浮点计算能力和更高的存储带宽,在其上开发计算流体力学(CFD)求解器正成为一种趋势。通过采用Jameson有限体积中心... 详细信息

近年来,图形处理器(gpu)已经逐渐发展成一种能够满足通用计算的多核心细粒度并行化的处理器,它往往能够提供10倍于CPU的浮点计算能力和更高的存储带宽,在其上开发计算流体力学(CFD)求解器正成为一种趋势。通过采用Jameson有限体积中心差分格式和四步Runge-Kutta时间推进法求解圆柱坐标系下的三维定常欧拉方程来模拟叶轮机械内部流场,并将原有运行在CPU上的代码移植到gpu上。通过比较,获得相同的流场计算结果;在运行速度上,获得了一个数量级的提升。

关键词： gpu通用计算 CFD CUDA 叶轮机

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gpu加速分子动力学模拟中的电荷分布计算

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计算机应用与软件 2012年第10期29卷 79-81,93页

作者：张德好刘青昆宫利东辽宁师范大学计算机与信息技术学院辽宁大连116086

在集群与gpu组成的异构并行计算平台上,使用MPI+CUDA混合编程模型,实现基于ABEEMσπ模型的分子动力学模拟中电荷分布的计算。通过对电荷分布分布求解中的计算部分移植到gpu上进行,并针对算法中通信开销大和资源未充分利用的问题,通过... 详细信息

在集群与gpu组成的异构并行计算平台上,使用MPI+CUDA混合编程模型,实现基于ABEEMσπ模型的分子动力学模拟中电荷分布的计算。通过对电荷分布分布求解中的计算部分移植到gpu上进行,并针对算法中通信开销大和资源未充分利用的问题,通过异构平台的异步并发方法进行优化,提高了求解效率。性能测试结果表明,相比于单纯MPI并行算法,优化后gpu加速的异构并行算法,在化学大分子模型电荷分布计算上,有着明显的性能优势。

关键词： gpu通用计算集群系统分子动力学电荷分布 ABEEMσπ模型

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