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基于强化学习与遗传算法的机器人并行拆解序列规划方法 被引量:2
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作者 汪开普 马晓艺 +2 位作者 卢超 殷旅江 李新宇 《国防科技大学学报》 北大核心 2025年第2期24-34,共11页
在拆解序列规划问题中,为了提高拆解效率、降低拆解能耗,引入了机器人并行拆解模式,构建了机器人并行拆解序列规划模型,并设计了基于强化学习的遗传算法。为了验证模型的正确性,构造了混合整数线性规划模型。算法构造了基于目标导向的... 在拆解序列规划问题中,为了提高拆解效率、降低拆解能耗,引入了机器人并行拆解模式,构建了机器人并行拆解序列规划模型,并设计了基于强化学习的遗传算法。为了验证模型的正确性,构造了混合整数线性规划模型。算法构造了基于目标导向的编解码策略,以提高初始解的质量;采用Q学习来选择算法迭代过程中的最佳交叉策略和变异策略,以增强算法的自适应能力。在一个34项任务的发动机拆解案例中,通过与四种经典多目标算法对比,验证了所提算法的优越性;分析所得拆解方案,结果表明机器人并行拆解模式可以有效缩短完工时间,并降低拆解能耗。 展开更多
关键词 拆解序列规划 机器人并行拆解 混合整数线性规划模型 遗传算法 强化学习
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面向国产异构众核系统的Parallel C语言设计与实现 被引量:10
2
作者 何王全 刘勇 +2 位作者 方燕飞 魏迪 漆锋滨 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第4期764-785,共22页
异构众核架构具有超高的性能功耗比,已成为超级计算机体系结构的重要发展方向.但众核系统更为复杂的并行层次和存储层次,给编程和优化带来了极大的挑战.因此,研究面向众核系统的并行编程技术,对于降低国产众核系统并行应用的编程难度、... 异构众核架构具有超高的性能功耗比,已成为超级计算机体系结构的重要发展方向.但众核系统更为复杂的并行层次和存储层次,给编程和优化带来了极大的挑战.因此,研究面向众核系统的并行编程技术,对于降低国产众核系统并行应用的编程难度、提升并行程序的性能都具有重要的意义.提出统一架构的多模式并行编程模型,包括异构融合的加速运算模型和按同构方式编程的自主运算模型,根据编程模型设计了Parallel C语言,能够有效地描述国产众核系统的异构并行性.与其他众核系统上MPI+X的使用模式相比,编程和系统优化都具有全局视角,在多级局部性描述、单边消息、兼容已有多核应用等方面具有特色;基于Open64构建了Parallel C编译系统,全面支持加速运算模型和自主运算模型,提出并实现了数据布局与自动DMA、编译指导的线程代理和拓扑位置感知的集合通信等优化.Micro Benchmark和实际应用在神威太湖之光计算机系统上的测试数据结果表明:Parallel C语言和编译系统具有良好的性能和可扩展性,能够有效支撑大型应用. 展开更多
关键词 异构众核 编程模型 并行语言 parallel C 编译器 消息传递
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一种异构多核系统动态调度协处理器设计
3
作者 曾树铭 倪伟 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期185-195,共11页
为研究异构多核片上系统(multi-processor system on chip,MPSoC)在密集并行计算任务中的潜力,文章设计并实现了一种适用于粗粒度数据特征、面向任务级并行应用的异构多核系统动态调度协处理器,采用了片上缓存、任务输出的多级写回管理... 为研究异构多核片上系统(multi-processor system on chip,MPSoC)在密集并行计算任务中的潜力,文章设计并实现了一种适用于粗粒度数据特征、面向任务级并行应用的异构多核系统动态调度协处理器,采用了片上缓存、任务输出的多级写回管理、任务自动映射、通讯任务乱序执行等机制。实验结果表明,该动态调度协处理器不仅能够实现任务级乱序执行等基本设计目标,还具有极低的调度开销,相较于基于动态记分牌算法的调度器,运行多个子孔径距离压缩算法的时间降低达17.13%。研究结果证明文章设计的动态调度协处理器能够有效优化目标场景下的任务调度效果。 展开更多
关键词 动态调度 硬件调度器 异构多核系统 任务级并行 编程模型 片上缓存 片上网络
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一类加工需要额外资源的平行机调度问题的算法设计
4
作者 江明月 简苏平 +2 位作者 崔晓龙 万龙 董建明 《浙江大学学报(理学版)》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期321-327,335,共8页
给出了一类加工需要额外资源的平行机调度问题的精确算法。针对在平行机上加工的工件,除需要机器资源外,还需要一个单位额外资源的问题,考虑额外资源的种类和数量有限,以给出问题的最优调度使工件的完工时间最小为目标。该问题源于地球... 给出了一类加工需要额外资源的平行机调度问题的精确算法。针对在平行机上加工的工件,除需要机器资源外,还需要一个单位额外资源的问题,考虑额外资源的种类和数量有限,以给出问题的最优调度使工件的完工时间最小为目标。该问题源于地球观测卫星的数据下载,在智能制造和信息处理等领域亦有广泛应用。给出了该问题的整数规划模型、最优解下界和分支定界算法;给出了一种有效的分支策略以避免重复分支,设计了相应的定界方法以提高算法的收敛速度。通过小规模实例和大量的数值仿真实验,验证了算法的正确性和在不同参数配置下的有效性。 展开更多
关键词 平行机调度问题 额外资源 整数规划模型 分支定界算法
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基于改进派系过滤算法的电力系统并行恢复分区方法
5
作者 黄书健 杨世浩 +3 位作者 梁景棠 刘焕辉 施理成 杨茂强 《广东电力》 北大核心 2024年第11期26-35,共10页
电力系统并行恢复对加快大停电后系统的恢复具有十分重要的意义,而合理有效的系统划分是并行恢复的首要前提。基于此,提出一种改进派系过滤的混合整数线性规划模型,实现对系统的快速划分。首先根据黑启动机组在系统中的位置和数目得到... 电力系统并行恢复对加快大停电后系统的恢复具有十分重要的意义,而合理有效的系统划分是并行恢复的首要前提。基于此,提出一种改进派系过滤的混合整数线性规划模型,实现对系统的快速划分。首先根据黑启动机组在系统中的位置和数目得到相应的分区数目,再考虑停电前线路上的潮流信息构建电网的邻接矩阵;其次,针对经典派系过滤算法存在无法划分派系外单独节点的缺陷,构建基于派系定义的混合整数线性规划模型,使得系统中的节点均可有效划分,同时,为加快求解速度,利用拓扑图简化原则对系统进行简化;最后,以IEEE 39、IEEE 118节点和实际系统算例进行仿真,验证所提方法的有效性。 展开更多
关键词 电力系统并行恢复 分区 派系过滤 整数规划模型
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任务并行编程模型研究与进展 被引量:29
6
作者 王蕾 崔慧敏 +1 位作者 陈莉 冯晓兵 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第1期77-90,共14页
任务并行编程模型是近年来多核平台上广泛研究和使用的并行编程模型,旨在简化并行编程和提高多核利用率.首先,介绍了任务并行编程模型的基本编程接口和支持机制;然后,从3个角度,即并行性表达、数据管理和任务调度介绍任务并行编程模型... 任务并行编程模型是近年来多核平台上广泛研究和使用的并行编程模型,旨在简化并行编程和提高多核利用率.首先,介绍了任务并行编程模型的基本编程接口和支持机制;然后,从3个角度,即并行性表达、数据管理和任务调度介绍任务并行编程模型的研究问题、困难和最新研究成果;最后展望了任务并行未来的研究方向. 展开更多
关键词 任务并行 并行编程模型 任务窃取调度 并行性表达
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MapReduce并行编程模型研究综述 被引量:189
7
作者 李建江 崔健 +2 位作者 王聃 严林 黄义双 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期2635-2642,共8页
MapReduce并行编程模型通过定义良好的接口和运行时支持库,能够自动并行执行大规模计算任务,隐藏底层实现细节,降低并行编程的难度.本文对MapReduce的国内外相关研究现状进行了综述,阐述和分析了当前国内外与MapReduce相关的典型研究成... MapReduce并行编程模型通过定义良好的接口和运行时支持库,能够自动并行执行大规模计算任务,隐藏底层实现细节,降低并行编程的难度.本文对MapReduce的国内外相关研究现状进行了综述,阐述和分析了当前国内外与MapReduce相关的典型研究成果的特点和不足,重点对MapReduce涉及的关键技术(包括:模型改进、模型针对不同平台的实现、任务调度、负载均衡和容错)的研究现状进行了深入的分析.本文最后还对MapReduce未来的发展趋势进行了展望. 展开更多
关键词 MAPREDUCE 并行编程模型 运行时支持库 海量数据处理
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分层并行计算模型 被引量:9
8
作者 陈国良 苗乾坤 +2 位作者 孙广中 徐云 郑启龙 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第7期841-847,共7页
传统单一的并行计算模型变得越来越复杂,对并行计算各阶段针对性不强、指导能力差的特点,为此提出了对并行计算模型分层研究的思想,依此把并行计算模型分为并行算法设计模型、并行程序设计模型、并行程序执行模型三个层次,分别给出了各... 传统单一的并行计算模型变得越来越复杂,对并行计算各阶段针对性不强、指导能力差的特点,为此提出了对并行计算模型分层研究的思想,依此把并行计算模型分为并行算法设计模型、并行程序设计模型、并行程序执行模型三个层次,分别给出了各个模型的特点及研究内容.理论分析结果表明,通过分层,每个阶段的模型分工明确,目标单一,指导性强. 展开更多
关键词 分层并行计算模型 并行算法设计模型 并行程序设计模型 并行程序执行模型
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云计算研究进展综述 被引量:595
9
作者 张建勋 古志民 郑超 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2010年第2期429-433,共5页
对现有的云计算系统进行分析和总结,以期为下一步的研究指明方向。采用文献分析方法简述了云计算的定义、特点和基本结构,介绍了实现云计算的各项相关技术的研究现状,包括虚拟化技术、W eb服务技术、编程模型,对已有的几个较有代表性的... 对现有的云计算系统进行分析和总结,以期为下一步的研究指明方向。采用文献分析方法简述了云计算的定义、特点和基本结构,介绍了实现云计算的各项相关技术的研究现状,包括虚拟化技术、W eb服务技术、编程模型,对已有的几个较有代表性的云计算系统进行了介绍并指出了当前云计算系统亟待解决的问题与下一步的研究方向,可为云计算相关研究提供参考。 展开更多
关键词 云计算 虚拟化 并行编程模型 Web服务与SOA
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MapReduce并行编程模型研究综述 被引量:24
10
作者 杜江 张铮 +1 位作者 张杰鑫 邰铭 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2015年第S1期537-541 564,564,共6页
MapReduce并行编程模型的出现简化了并行编程的复杂度。通过调用方便的接口和运行时支持库,MapReduce并行编程模型可令大规模并行计算任务自动并发地执行而不必关心底层的具体实现细节,从而令MapReduce并行编程模型在大规模中低性能集... MapReduce并行编程模型的出现简化了并行编程的复杂度。通过调用方便的接口和运行时支持库,MapReduce并行编程模型可令大规模并行计算任务自动并发地执行而不必关心底层的具体实现细节,从而令MapReduce并行编程模型在大规模中低性能集群中发挥出色的计算能力,且可节约成本。对国内外关于MapReduce并行编程模型的研究现状进行了综述,分析了目前国内外相关研究成果的优缺点,并对MapReduce并行编程模型的未来发展进行了展望。 展开更多
关键词 MAPREDUCE 并行编程模型 并行计算 海量数据处理
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异构并行编程模型研究与进展 被引量:13
11
作者 刘颖 吕方 +3 位作者 王蕾 陈莉 崔慧敏 冯晓兵 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第7期1459-1475,共17页
近年来,异构系统硬件飞速发展.为了解决相应的编程和执行效率问题,异构并行编程模型已被广泛使用和研究.从异构并行编程接口与编译/运行时支持系统两个角度总结了异构并行编程模型最新的研究成果,它们为异构架构和上层应用带来的技术挑... 近年来,异构系统硬件飞速发展.为了解决相应的编程和执行效率问题,异构并行编程模型已被广泛使用和研究.从异构并行编程接口与编译/运行时支持系统两个角度总结了异构并行编程模型最新的研究成果,它们为异构架构和上层应用带来的技术挑战提供了相应的解决方案.最后,结合目前的研究现状以及异构系统的发展,提出了异构并行编程模型的未来方向. 展开更多
关键词 异构并行编程模型 异构系统 GPU 编程接口 编译 运行时系统
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面向GPU异构并行系统的多任务流编程模型 被引量:11
12
作者 董小社 刘超 +2 位作者 王恩东 刘袁 张兴军 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第7期1638-1646,共9页
传统并行编程模型和框架不能有效利用和发挥GPU异构并行系统特点,应用开发难度大,性能优化困难,文中采用混合编程模型思想,建立了一种以协处理器为中心的GPU计算核心与CPU控制相融合的多任务流编程模型.模型将并行任务与CUDA流相结合,... 传统并行编程模型和框架不能有效利用和发挥GPU异构并行系统特点,应用开发难度大,性能优化困难,文中采用混合编程模型思想,建立了一种以协处理器为中心的GPU计算核心与CPU控制相融合的多任务流编程模型.模型将并行任务与CUDA流相结合,利用系统硬件并行性特点实现程序任务级和数据级并行;采用任务间消息通信和任务内数据共享通信方式,既保证对传统并行应用的继承又降低了不同存储空间给应用开发带来的复杂性和难度.基于该编程模型实现了一个运行时支持系统原型,测试结果表明可保证高效的数据通信,且能充分利用系统计算能力,提高了应用程序运行效率. 展开更多
关键词 GPU 异构并行 编程模型
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基于SMP集群的混合并行编程模型研究 被引量:15
13
作者 王惠春 朱定局 +1 位作者 曹学年 樊建平 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期271-273,共3页
提出一种适用于SMP集群的混合MPI+OpenMP并行编程模型。该模型贴近于SMP集群的体系结构且综合了消息传递和共享内存2种编程模型的优势,能获得较好的性能。讨论该混合模型的实现机制以及MPI消息传递模型的特点。实验结果表明,在一定条件... 提出一种适用于SMP集群的混合MPI+OpenMP并行编程模型。该模型贴近于SMP集群的体系结构且综合了消息传递和共享内存2种编程模型的优势,能获得较好的性能。讨论该混合模型的实现机制以及MPI消息传递模型的特点。实验结果表明,在一定条件下,该混合并行编程模型是SMP集群的最优选择。 展开更多
关键词 SMP集群 并行计算 混合编程模型
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数据密集型计算编程模型研究进展 被引量:39
14
作者 王鹏 孟丹 +1 位作者 詹剑锋 涂碧波 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2010年第11期1993-2002,共10页
作为一种新兴的计算模式,云计算受到了学术界和产业界的广泛关注.云计算以互联网服务和应用为中心,服务提供者需要存储和分析海量数据.为了能够低成本高效率地处理Web量级数据,主要的互联网公司都在由商品化服务器组成的大规模集群系统... 作为一种新兴的计算模式,云计算受到了学术界和产业界的广泛关注.云计算以互联网服务和应用为中心,服务提供者需要存储和分析海量数据.为了能够低成本高效率地处理Web量级数据,主要的互联网公司都在由商品化服务器组成的大规模集群系统上研发了分布式编程系统.编程模型可以降低开发人员在大规模集群上编程的难度,并让程序充分利用集群资源,但设计这样的编程模型面临巨大挑战.首先说明了数据密集型计算的特点,并指出了编程模型要解决的基本问题;接着深入介绍了国际上代表性的编程模型,并对这些编程模型的特点进行了比较和分析;最后对当前所面临的问题和今后的发展趋势进行了总结和展望. 展开更多
关键词 云计算 数据密集型计算 编程模型 数据并行 海量数据处理 MAPREDUCE
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KNN分类算法的MapReduce并行化实现 被引量:21
15
作者 闫永刚 马廷淮 王建 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期550-555,共6页
为了提高k-nearest neighbor algorithm(KNN)算法处理大数据集的能力,本文利用Map Reduce并行编程模型,同时结合KNN算法自身的特点,给出了KNN算法在Hadoop平台下的并行化实现。通过设计Map、Combine和Reduce 3个函数,实现了KNN算法的并... 为了提高k-nearest neighbor algorithm(KNN)算法处理大数据集的能力,本文利用Map Reduce并行编程模型,同时结合KNN算法自身的特点,给出了KNN算法在Hadoop平台下的并行化实现。通过设计Map、Combine和Reduce 3个函数,实现了KNN算法的并行化。Map函数完成每个测试样本与训练样本之间的相似度计算,Combine函数作为一个本地的Reduce操作,用以减少中间计算量及通信开销,Reduce函数则根据上述函数得到的中间结果计算出k近邻并作出分类判断。实验结果表明:较之以往的单机版方法,在Hadoop集群上实现的并行化KNN算法具有较好的加速比和良好的扩展性。 展开更多
关键词 KNN分类 并行计算 MAPREDUCE模型 HADOOP
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并行程序设计模型和语言 被引量:22
16
作者 安虹 陈国良 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第1期118-124,共7页
并行计算技术的发展已有20多年的历史了.时至今日,高性能并行计算仍然缺乏有效的并行程序设计方法和工具,使得编写并行程序、理解并行程序的行为、调试和优化并行程序的性能都很困难.从分析并行程序设计困难的原因入手,指出了当前各种... 并行计算技术的发展已有20多年的历史了.时至今日,高性能并行计算仍然缺乏有效的并行程序设计方法和工具,使得编写并行程序、理解并行程序的行为、调试和优化并行程序的性能都很困难.从分析并行程序设计困难的原因入手,指出了当前各种高性能并行机系统支持的并行程序设计方法存在的诸多问题,综述了并行程序设计模型和语言的研究现状,给出了并行程序设计模型的评价标准,并提出了这一研究领域所面临的挑战性问题,指出了一些未来可能的发展方向. 展开更多
关键词 并行程序设计 模型 可移植性 可扩放性 局部性 程序设计语言 并行计算机
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多核处理器并行编程模型的研究与设计 被引量:17
17
作者 曹折波 李青 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2010年第13期2999-3002,3056,共5页
为了在多核处理器上充分利用多核资源以提升程序性能,研究了多核处理器的体系结构和多核环境下可能影响并行程序性能的因素,实现了基于任务的并行编程模型。该模型提供了单任务数据并行和多任务并行两种并行处理方式,其中单任务数据并... 为了在多核处理器上充分利用多核资源以提升程序性能,研究了多核处理器的体系结构和多核环境下可能影响并行程序性能的因素,实现了基于任务的并行编程模型。该模型提供了单任务数据并行和多任务并行两种并行处理方式,其中单任务数据并行使用cache块技术划分数据集,多任务并行使用任务密取的任务调度策略。用该模型实现了计算斐波那契数列的递归算法,实验结果表明,使用该模型编写多核并行程序可以达到较高的相对于串行计算的加速比。 展开更多
关键词 多核处理器 并行程序 并行编程模型 cache块技术 任务密取
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二阶声波方程频域PML边界条件及频域变网格步长并行计算 被引量:9
18
作者 韩利 韩立国 +2 位作者 李翔 王德利 崔杰 《吉林大学学报(地球科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期1226-1232,共7页
研究了二阶声波方程频域PML边界条件和频域变网格并行计算技术。PML边界是一种较为理想的吸收边界方法,多用在求解时域应力速度方程中,但对于频域声波正演,二阶位移方程更常用。从一阶声波方程PML吸收边界条件导出频域二阶位移方程PML... 研究了二阶声波方程频域PML边界条件和频域变网格并行计算技术。PML边界是一种较为理想的吸收边界方法,多用在求解时域应力速度方程中,但对于频域声波正演,二阶位移方程更常用。从一阶声波方程PML吸收边界条件导出频域二阶位移方程PML边界条件,模拟算例得到的频率切片、时间切片和地震记录对比都说明该边界条件吸收效果很好。频域单炮正演不同频率间是独立的,据此低频部分采用大网格计算,高频采用小网格,实现变网格步长计算技术,这是较时间域正演的一个优势,在保证模拟质量的同时,减少计算量和内存消耗。 展开更多
关键词 完全匹配层 边界条件 频率域正演 并行计算 变网格
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数值天气预报业务模式现状与展望 被引量:147
19
作者 陈德辉 薛纪善 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第5期623-633,共11页
20 0 4年是数值天气预报理论提出 10 0周年 ,同时也是数值天气预报业务化应用 5 0周年。经过百年的发展历程 ,数值天气预报学科有了飞跃的发展。特别是最近 10多年来 ,大气科学以及地球科学的研究进展 ,高速度、大容量的巨型计算机及网... 20 0 4年是数值天气预报理论提出 10 0周年 ,同时也是数值天气预报业务化应用 5 0周年。经过百年的发展历程 ,数值天气预报学科有了飞跃的发展。特别是最近 10多年来 ,大气科学以及地球科学的研究进展 ,高速度、大容量的巨型计算机及网络系统的快速发展 ,更加快了数值天气预报的发展步伐。文中从模式动力框架、物理过程参数化、模式程序软件等方面对数值天气预报业务模式现状进行了简要综述 ,对存在的问题进行了探讨 ,并对数值天气预报业务模式的未来发展作了展望。当前数值天气预报业务模式发展的特点有 :(1) 2 0世纪 90年代中期以来 ,各国的全球和区域模式水平和垂直分辨率都有明显提高 ,且模式物理过程也同步进行改进 ;数值预报业务模式已进入了大规模并行计算的阶段 ;(2 )主要发达国家和中国都正在致力于研发各自的新业务数值预报模式———非静力 (多尺度 )一体化模式或非静力中尺度模式 ,部分国家的新一代天气 气候一体化数值模式已业务运行 ;(3)业务数值预报模式正在朝着不断完善的方向发展。随着模式分辨率的提高 ,云物理过程、陆面过程和湍流过程、考虑坡度 -坡向因子的辐射过程等在模式中的参数化方案 ,以及模式垂直坐标的选择越来越受重视 。 展开更多
关键词 数值天气预报 数值模式 数值预报模式 参数化方案 业务化 云物理过程 大气科学 域模式 巨型计算机 并行计算
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POP海洋模式在四核至强集群上的并行计算 被引量:6
20
作者 张理论 赵军 +1 位作者 吴建平 宋君强 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2009年第5期189-192,共4页
分析了POP海洋模式原理、离散方法。在四核至强集群上,研究分析POP模式中计算局部块技术和平衡并行数据剖分及其对模式性能的影响。针对模式的通信性能瓶颈,采用聚合通信优化技术。研究结果表明局部块技术和数据剖分方式对于POP模式并... 分析了POP海洋模式原理、离散方法。在四核至强集群上,研究分析POP模式中计算局部块技术和平衡并行数据剖分及其对模式性能的影响。针对模式的通信性能瓶颈,采用聚合通信优化技术。研究结果表明局部块技术和数据剖分方式对于POP模式并行性能影响显著;通过通信聚合优化,POP模式在四核集群上性能获得明显提升。 展开更多
关键词 POP海洋模式 四核集群 并行计算
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