检索结果-内蒙古大学图书馆

软件学报 2021年第8期32卷 2307-2318页

作者：黎雷生杨文浩马文静张娅赵慧赵海涛李会元孙家昶中国科学院软件研究所并行软件与计算科学实验室北京100190 计算机科学国家重点实验室(中国科学院软件研究所) 北京100190

当今世界的主流超级计算机越来越多地使用带有加速器的异构系统.随着加速器的浮点性能不断提高,超级计算机内计算节点的CPU、内存、总线、网络以及系统架构都要与之相适应.HPL(high performance Linpack)是高性能计算机评测的传统基准... 详细信息

当今世界的主流超级计算机越来越多地使用带有加速器的异构系统.随着加速器的浮点性能不断提高,超级计算机内计算节点的CPU、内存、总线、网络以及系统架构都要与之相适应.HPL(high performance Linpack)是高性能计算机评测的传统基准测试程序,复杂异构系统给HPL评测带来很多机遇与挑战.针对带有GPU的异构超级计算机系统,提出一套新的CPU与加速器计算任务分配方式,提出平衡点理论指导HPL性能优化.为了优化HPL程序,提出了使用CPU与加速器协同工作的look-ahead算法和行交换连续流水算法,实现了加速器、CPU、网络等部件的高度并行.此外,为带有加速器的系统设计了新的panel分解和行交换的实现方法,提高了加速器的利用率.在每个节点带有4个GPU的系统上,单节点HPL效率达到了79.51%.

关键词：复杂异构系统平衡点理论 panel分解加速连续流水线算法

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面向异构计算机平台的HPL方案

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软件学报 2021年第8期32卷 2329-2340页

作者：孙乔孙家昶马文静赵玉文中国科学院软件研究所并行软件与计算科学实验室北京100190 计算机科学国家重点实验室(中国科学院软件研究所) 北京100190 中国科学院大学北京100049

HPL(high performance Linpack)是一套被广泛用于测评计算机性能的测试程序,几十年来学术界及产业界十分关注对HPL测试程序的定制化优化工作,以充分反应同时代新兴计算机平台的性能.面向当今主流多设备异构计算平台,尝试为HPL的优化工... 详细信息

HPL(high performance Linpack)是一套被广泛用于测评计算机性能的测试程序,几十年来学术界及产业界十分关注对HPL测试程序的定制化优化工作,以充分反应同时代新兴计算机平台的性能.面向当今主流多设备异构计算平台,尝试为HPL的优化工作提供一种解决方案:Hetero-HPL.在Hetero-HPL中,进程与协处理器的对应关系可被改变,因此HPL算法在单节点独立运行情况下可以完全避免进程间数据传输开销.算法各个重要步骤有能力完全利用物理节点的所有资源,如内存容量、CPU核心、协处理器、PCI-e总线等.Hetero-HPL并不引入冗余计算量及通信量,并在任意设备数量下妥善应对锁页内存分配限制,确保多设备负载均衡和设备内高效的大规模同质运算.在实验平台上,Hetero-HPL效率可以达到平台峰值性能的76.5%(其中,dgemm函数效率为84%).进一步的实验结果表明,Hetero-HPL在多节点联机运行情况下也是一种可行的方案.

关键词： HPL(high performance Linpack) 多设备异构平台并行计算

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国产异构系统上的HPCG并行算法及高效实现

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软件学报 2021年第8期32卷 2341-2351页

作者：刘芳芳王志军汪荃吴丽鑫马文静杨超孙家昶中国科学院软件研究所并行软件与计算科学实验室北京100190 中国科学院大学北京100049 计算机科学国家重点实验室(中国科学院软件研究所) 北京100190 北京大学数学科学学院北京100871

HPCG基准测试程序是一种新的超级计算机排名度量标准.该测试基准主要用于衡量超级计算机解决大规模稀疏线性系统的能力,更贴近实际应用,近年来广受关注.基于国产超级计算机研究异构众核并行HPCG软件具有非常重要的意义,其不仅可以提升... 详细信息

HPCG基准测试程序是一种新的超级计算机排名度量标准.该测试基准主要用于衡量超级计算机解决大规模稀疏线性系统的能力,更贴近实际应用,近年来广受关注.基于国产超级计算机研究异构众核并行HPCG软件具有非常重要的意义,其不仅可以提升国产超级计算机HPCG的排名,还对很多应用提供了并行算法、优化技术等方面的参考.面向某国产复杂异构超级计算机开展研究,首先采用了分块图着色算法对HPCG进行并行,并提出一种适用于结构化网格的图着色算法.该算法并行性能高于传统的JPL、CC等算法,且着色质量高,运用于HPCG后,迭代次数减少了3次,整体性能提升了6%.分析了复杂异构系统各个部件传输的开销,提出一套更适用于HPCG的任务划分方法,并从稀疏矩阵存储格式、稀疏矩阵重排、访存等角度开展了细粒度的优化.在多进程计算时,还采用内外区划分算法将核心函数SpMV、SymGS中的邻居通信操作进行了隐藏.最终整机测试时,性能达到了国产超级计算机峰值性能的1.67%,与单节点相比,整机弱可扩展性并行效率达到了92%.

关键词： HPCG 国产超级计算机图着色 SpMV SymGS

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飞行器生成式气动设计研究进展与展望

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航空学报 2025年

作者：林杰唐志共钱炜祺王岳青张鹏徐炜遐刘杰国防科技大学计算机学院空天飞行空气动力科学与技术全国重点实验室中国空气动力研究与发展中心国防科技大学高端装备数字化软件重点实验室国防科技大学并行与分布处理重点实验室

生成式模型技术作为深度学习领域发展最为迅速的方向之一，在计算机视觉等领域取得巨大成功，也为空气动力学等科学领域研究提供了新的模式和方法。本文聚焦生成式模型在飞行器气动设计领域研究进展，系统总结近年来相关研究成果。首先... 详细信息

生成式模型技术作为深度学习领域发展最为迅速的方向之一，在计算机视觉等领域取得巨大成功，也为空气动力学等科学领域研究提供了新的模式和方法。本文聚焦生成式模型在飞行器气动设计领域研究进展，系统总结近年来相关研究成果。首先，建立了包含“表示—生成—评估”三个环节的飞行器生成式气动设计框架；而后，针对气动布局表征、生成式气动布局生成和设计质量评估等环节技术发展现状和涉及的关键技术问题分别进行梳理和深入讨论；其次，简要介绍了气动数据构造方法和典型气动数据集，为开展生成式气动设计提供数据支撑；最后，结合气动设计需求和大模型技术在气动设计领域研究趋势，对发展融合型生成式模型架构、构建气动设计大模型和领域智能体、建立生成式气动设计质量综合评估体系、生成式气动设计模型领域知识融入等未来重点发展方向进行展望。

关键词：气动布局设计生成式模型气动布局表征气动性能评估

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音频大地电磁一维电导率各向异性、磁导率有限元正演

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地球物理学进展 2024年

作者：王浩东陈星佑王光杰周宗峄乔帅营彭桦肖调杰长沙理工大学计算机与通信工程学院国防科技大学计算机学院中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院大学高端装备数字化软件重点实验室国防科技大学并行与分布计算全国重点实验室

音频大地电磁方法（Audio Magnetotelluric Method， AMT）是一种重要的勘探地球物理方法，被广泛应用于地质勘查、金属矿产勘探等领域。电导率和磁导率是影响AMT响应的两个重要物性参数，且真实地球物理介质中电导率各向异性、磁铁矿... 详细信息

音频大地电磁方法（Audio Magnetotelluric Method， AMT）是一种重要的勘探地球物理方法，被广泛应用于地质勘查、金属矿产勘探等领域。电导率和磁导率是影响AMT响应的两个重要物性参数，且真实地球物理介质中电导率各向异性、磁铁矿等物质磁化率显著的现象普遍存在。然而，当前成熟的AMT正反演技术通常只考虑电导率单一参数，且对电导率各向异性、非零磁化率复杂情况下的AMT响应认识不足。因此，本文从Maxwell方程组出发，同时考虑电导率任意各向异性、磁导率，首次详细推导并实现了一维层状介质有限元正演，并进一步对典型模型的响应进行了详细分析，结果表明当存在磁化率较强的铁磁性等物质时需充分考虑磁化率的影响，特殊情况下低阻体受高磁化率的影响，甚至可能会表现为无视电阻率异常或高视电阻率异常。本文提供了一种研究电导率各向异性、磁导率影响的方案，也为后续二维、三维复杂情况下的数值模拟提供参考。

关键词：音频大地电磁法有限单元法正演各向异性磁化率磁导率

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面向新一代神威超级计算机平台的大气动力学问题全隐式求解器研究

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数值计算与计算机应用 2023年第2期44卷 198-213页

作者：陈道琨刘芳芳杨超中国科学院大学北京100049 中国科学院软件研究所并行软件与计算科学实验室北京100190 中国科学院软件研究所计算机科学国家重点实验室北京100190 北京大学数学科学学院北京100871

大气动力学问题的数值模拟在气象预报等领域具有广泛的应用.相关数值模拟依赖超级计算机平台实现高精度高分辨率的气象预报,隐式求解不受稳定性条件限制,相比显式求解更有优势.面向新的超级计算机架构特征研究隐式大气动力学问题中一系... 详细信息

大气动力学问题的数值模拟在气象预报等领域具有广泛的应用.相关数值模拟依赖超级计算机平台实现高精度高分辨率的气象预报,隐式求解不受稳定性条件限制,相比显式求解更有优势.面向新的超级计算机架构特征研究隐式大气动力学问题中一系列算子操作的并行和优化方法是非常有必要的.本文在规则递推关系的理论框架下对大气动力学问题预条件阶段的稀疏三角回代求解以及ILU矩阵分解操作的特征进行了总结,并结合申威26010Pro处理器的架构特点,对现有结构化稀疏三角线性方程组问题的并行算法进行了推广,设计了一套面向单向规则递推关系的算法框架,解决了预条件阶段各类算子的并行加速问题.本文还面向申威26010Pro处理器对大气动力学问题的模板计算等算子进行了移植和优化.实验结果显示,本文的算法框架对预条件阶段的算子能够实现26-33倍不等的加速效果,对模板计算等算子的优化相比串行计算有10-152倍的加速比.在新的神威超级计算机上最大测试到1700多万核心,浮点性能达到20.5PFlop/s.在大规模测试条件下的强(弱)可扩展性维持在56.81%(41.87%)以上.

关键词：大气动力学数值模拟规则递推关系异构并行计算申威26010Pro处理器结构化问题

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面向网络取证的网络攻击追踪溯源技术分析

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软件学报 2021年第1期32卷 194-217页

作者：刘雪花丁丽萍郑涛吴敬征李彦峰中国科学院软件研究所并行软件与计算科学实验室北京100190 中国科学院大学计算机科学与技术学院北京100049 广州中国科学院软件应用技术研究所电子数据取证实验室广东广州511458 广东中科实数科技有限公司广东广州511458 联通华盛通信有限公司北京100005 中国科学院软件研究所智能软件研究中心北京100190

首先定位网络攻击事件的源头,然后进行有效的电子数据证据的收集,是网络取证的任务之一.定位网络攻击事件源头需要使用网络攻击追踪溯源技术.然而,现有的网络攻击追踪溯源技术研究工作主要从防御的角度来展开,以通过定位攻击源及时阻断... 详细信息

首先定位网络攻击事件的源头,然后进行有效的电子数据证据的收集,是网络取证的任务之一.定位网络攻击事件源头需要使用网络攻击追踪溯源技术.然而,现有的网络攻击追踪溯源技术研究工作主要从防御的角度来展开,以通过定位攻击源及时阻断攻击为主要目标,较少会考虑到网络取证的要求,从而导致会在网络攻击追踪溯源过程中产生的大量有价值的数据无法成为有效电子数据证据在诉讼中被采用,因而无法充分发挥其在网络取证方面的作用.为此,提出了一套取证能力评估指标,用于评估网络攻击追踪溯源技术的取证能力.总结分析了最新的网络攻击追踪溯源技术,包括基于软件定义网络的追踪溯源技术,基于取证能力评估指标分析了其取证能力,并针对不足之处提出了改进建议.最后,提出了针对网络攻击追踪溯源场景的网络取证过程模型.该工作为面向网络取证的网络攻击追踪溯源技术的研究提供了参考.

关键词：网络攻击追踪溯源网络取证电子数据证据可采性电子数据证据证明力取证过程模型 IP追踪

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高可扩展三维大地电磁电阻率各向异性、磁导率正演

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地球物理学进展 2024年第5期39卷 1963-1978页

作者：程旭龚春叶王光杰肖调杰杨博刘杰王赟国防科技大学计算机学院长沙410073 高端装备数字化软件湖南省重点实验室长沙410073 中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院地球科学研究院北京100029 中国科学院大学北京100049 中国地质大学(北京)地球物理与信息技术学院北京100083 国家超级计算天津中心天津300457 国防科技大学并行与分布计算全国重点实验室长沙410073

大地电磁测深(Magnetotelluric sounding,MT)是一种重要的地球物理方法,被广泛应用于矿产资源勘探、地球深部结构探测等领域.当前,MT进一步朝着精细化方向发展,电阻率和磁导率是影响MT响应特征的两个重要物性参数,且电阻率各向异性现象... 详细信息

大地电磁测深(Magnetotelluric sounding,MT)是一种重要的地球物理方法,被广泛应用于矿产资源勘探、地球深部结构探测等领域.当前,MT进一步朝着精细化方向发展,电阻率和磁导率是影响MT响应特征的两个重要物性参数,且电阻率各向异性现象客观存在,而目前成熟的MT三维资料解释技术通常仅考虑电阻率各向同性单一参数,且可扩展性较差.因此,本文同时考虑电阻率各向异性、磁导率双参数,基于C语言、MPI并行编程模型,实现了一种高效的频率间并行计算、阻抗矩阵并行填充、第一类边界条件并行添加和方程组并行求解的大规模多层级MT三维并行正演算法,并在此基础上研究了磁导率对MT响应的影响.结果表明电阻率各向异性、磁导率双参数使得MT响应变得更为复杂,当低阻异常体与围岩电阻率差异较小时,较大的磁导率甚至可以反转视电阻率和相位的形态.该算法具有较好的可扩展性,对于文中测试模型16个频率时,串行计算耗时117.58 h,而2048个进程计算耗时仅12.95 min,加速547.24倍.本文研究成果可为实际资料解释提供高效快速的正演方案,有助于进一步认识三维电阻率各向异性、磁导率异常体的MT响应特征.

关键词：大地电磁测深数值模拟电阻率各向异性磁导率并行计算

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比特币去匿名化技术研究综述

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通信学报 2024年第11期45卷 244-266页

作者：程杰金伟夏清李淼戴韡张亚丰戴蓬李玉成中国人民公安大学侦查学院北京100038 中国信息通信研究院安全研究所北京100191 中国科学院软件研究所并行软件与计算科学实验室北京100190 中国人民公安大学法学院北京100038 中央财经大学金融学院北京100081

比特币系统基于区块链技术,具备去中心化、无国界、匿名性等特点,受到产学研界广泛关注。然而,比特币系统在为用户提供隐私保护的同时,也为不法分子开展非法活动提供便利。因此,去匿名化技术研究持续进行并取得系列成果。现有综述多关... 详细信息

比特币系统基于区块链技术,具备去中心化、无国界、匿名性等特点,受到产学研界广泛关注。然而,比特币系统在为用户提供隐私保护的同时,也为不法分子开展非法活动提供便利。因此,去匿名化技术研究持续进行并取得系列成果。现有综述多关注隐私保护方案,缺乏去匿名化技术系统梳理。基于此,从用户身份识别、关联地址识别、资金链路追踪3个维度分析现有去匿名化技术及其效果,总结发展现状和难点,并指出未来研究方向。

关键词：比特币去匿名化身份识别关联地址识别资金链路追踪

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申威26010众核处理器上一维FFT实现与优化

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软件学报 2020年第10期31卷 3184-3196页

作者：赵玉文敖玉龙杨超刘芳芳尹万旺林蓉芬中国科学院软件研究所并行软件与计算科学实验室北京100190 北京大学数学科学学院北京100871 计算机科学国家重点实验室(中国科学院软件研究所) 北京100190 中国科学院大学北京100049 国家并行计算机工程技术研究中心北京100190

根据申威26010众核处理器的特点提出了基于两层分解的一维FFT众核并行算法.该算法基于迭代的Stockham FFT计算框架和Cooley-Tukey FFT算法,将大规模FFT分解成一系列的小规模FFT来计算,并通过设计合理的任务划分方式、寄存器通信、双缓... 详细信息

根据申威26010众核处理器的特点提出了基于两层分解的一维FFT众核并行算法.该算法基于迭代的Stockham FFT计算框架和Cooley-Tukey FFT算法,将大规模FFT分解成一系列的小规模FFT来计算,并通过设计合理的任务划分方式、寄存器通信、双缓冲以及SIMD向量化等与计算平台相关的优化方法来提高FFT的计算性能.最后对所提出算法的性能进行了测试,相比于单主核上运行的FFTW3.3.4库,获得了平均44.53x的加速比,最高加速比可达56.33x,且其带宽利用率最高可达83.45%.

关键词：申威26010处理器一维FFT 两层分解 Cooley-Tukey 众核并行

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