基于MPI的地下水数值模拟并行算法研究

地下水数值模拟是研究分析各种地下水问题的重要手段。针对传统地下水数值模拟串行算法在处理海量数据模型时计算时间长、运行效率低的特点,在分布式存储系统上利用消息传递标准MPI,设计了一种采用Cholesky预条件子,粗粒度、低通信开销的PCG并行算法。通过在具有4个处理核心的Linux集群环境中的测试可知,该程序运行所获得的加速比会随着处理核心数的增加而不断增大,并在4个处理核心数的时候获得最大加速比2.21,说明所设计的PCG并行算法具有较好的加速效果和可扩展性。     

隐含变向时域有限差分方法的MPI实现

在MPI环境中,研究了适合于隐含变向时域有限差分算法（ADI-FDTD）的虚拟拓扑和节点间的数据通信。将并行对角占优算法（PDD）应用于ADI-FDTD,极大地减少了并行节点间的数据通信。进一步分析数据通信的传输速率,提出了数据成批传送方案,实现了ADI-FDTD的高效率并行计算。     

基于MPI并行计算的CT滤波反投影图像重建算法研究

目的:将并行计算引入CT滤波反投影图像重建算法,通过提高计算机资源的利用率,最终在此基础上提高整个算法的计算效率。方法:在Intel Pentium 4 CPU的PC平台,建立基于MPI并行计算的滤波反投影图像重建算法,将Matlab、单核多核并行计算及通常串行多种模式的加速比和运行效率作为研究对比。结果:通过搭建的MPI并行计算模型,无论从加速比还是计算机执行效率以及图像的重建效果都得到了满意结果,加速比最高达到7,计算机执行率为90%。结论:实践证明,基于MPI并行计算的滤波反投影图像重建算法是解决图像重建速度和效率的有效方案,同样,也可以运用到图像处理的许多方面,值得借鉴。     

修正共轭投影梯度滤子法

利用共轭投影梯度技术,结合滤子算法的思想,通过修正搜索方向,建立了一个新的共轭投影梯度滤子算法.该算法不需要求解二次规划子问题,而且能有效避免常规滤子算法中的恢复算法.在适当的条件下,证明了算法的全局收敛性.     

改进的Apriori算法在集中告警系统中的应用研究

轨道交通通信系统中的集中告警系统不判定每个子系统故障数据是否正确,也不判定某一子系统故障与另一子系统故障的关联性,对系统故障的智能识别不起作用.为了实现对系统故障的智能识别,在对Apriori算法的最小支持度和最小置信度进行改进的基础上,实现了动态生成最小支持度和最小置信度;对子系统的故障和子系统间的故障进行分析,挖掘...     

基于协同计算的FDTD区域分解并行算法研究

本文针对传统的并行算法对电大尺寸的三维开域问题求解时,存储量和计算量偏大等问题,添加了区域分解方法,使用Despres传输条件依虚拟边界划分子区域,对三维问题进行分解,从而实现基于协同计算平台的FDTD区域分解并行算法。通过对三维金属导体方块测试其算法的准确性,并以16×18个伞形阵列天线为例,进行辐射特性计算。通过测试在相同CPU核数条件下,不同与相同维度虚拟拓扑的并行性能,实现算法的效率优化。     

作物生育期模拟并行调度算法的研究与设计

探明作物生育期模拟在PC集群环境下的并行调度算法,有助于提高模型的计算效率。该研究综合应用划分策略和流水线技术,具体分析了已有作物的生长发育和物候期模拟算法的输入输出参数特性,确定了作物生育期模拟通用算法框架,包括热效应、光周期效应、春化效应、有效积温、生理发育时间和物候期共6个计算单元;进一步明确了具有独立、自依赖和相互依赖关系的作物模型的计算任务划分和数据分解方法。为达到数据通讯和同步开销最小的目标,设计了多节点混合调度的优化模型。该研究提出了基于OpenMP的多处理机并行调度算法和基于MPI/OpenMP混合的多节点并行调度算法,并在Windows Compute Cluster Server2003组成的PC集群环境下,在加速比、计算缓冲区大小和计算节点个数等方面进行了性能度量与比较。结果表明:两种并行调度算法均可有效提高小麦生育期模拟的计算效率,第1种算法简单易行,平均加速比为1.55,对集群计算资源的利用率有限;第2种算法的平均加速比是3.37,当计算量较大时,具有更好的计算性能。     

ZigBee无线传感器网络时钟同步研究

针对ZigBee网络的特点,引入连通支配集的方法对FTSP (flooding time synchronization protocol)多跳同步算法进行改进,在主节点中构建一个最小支配节点集,以减少时钟同步的通信开销.     

ZigBee无线传感器网络时钟同步研究

针对ZigBee网络的特点,引入连通支配集的方法对FTSP（flooding time synchronization protocol）多跳同步算法进行改进,在主节点中构建一个最小支配节点集,以减少时钟同步的通信开销．     

基于AC与LmaxRPC的自适应约束传播求解算法

在现有自适应约束求解方法基础上,提出一种新的自适应约束传播求解算法ADAPTAC-LmaxRPC．该算法能根据约束的不同特性,在传播能力强但开销高的LmaxRPC与传播能力弱却开销低的AC之间自适应地切换进行约束传播.多个Benchmark实例类上的测试实验数据表明,ADAPTAC-LmaxRPC算法有效地平衡了求解效率和算法开销之间的矛盾,大幅度提高了约束求解的效率.     

瞬变电磁响应计算的并行算法研究

在MPI的分布式网络并行编程环境下,以电磁场理论为背景,对瞬变电磁响应计算中的问题进行了研究,并编程实现了一维水平层状大地的并行计算。计算结果证明了该算法的正确性、可行性和高效性。     

Study on the Method of Soil Productivity Assessment in Black Soil Region of Northeast China

The objective of this paper is to investigate a simple and practical method for soil productivity assessment in the black soil region of Northeast China. Firstly, eight kinds of physicochemical properties for each of 120 soil samples collected from 25 black soil profiles were analyzed using cluster and correlation analysis. Subsequently, parameter indices were calculated using physicochemical properties. Finally, a modified productivity index （MPI） model were developed and validated. The results showed that the suitable parameters for soil productivity assessment in black soil region of Northeast China were soil available water, soil pH, clay content, and organic matter content. Compared with original productivity index （PI） model, MPI model added clay content and organic matter content in parameters while omitted bulk density. Simulation results of original PI model and MPI model were compared using crop yield of land block where investigated soil profiles were located. MPI model was proven to perform better with a higher significant correlation with maize yield. The correlation equation between MPI and yield was： Y= 3.2002Ln（MP/）＋ 10.056, R^2 = 0.7564. The results showed that MPI model was an effective and practical method to assess soil productivity in the research area.     

UNIX4.2BSD环境下的进程通信机制

This paper analyses the interprocess communication mechanism in the UNIX 4.2BSD with the emphasis on discussing the SOCKET structures and communication protocols. Comibined with some program examples,the communication methods of the SOCKET are describied.     

基于MPI的LEDAPS遥感影像预处理并行化方法研究

LEDAPS(Landsat生态系统干扰自适应处理系统)通过对Landsat影像进行定标、云掩模、精确配准和正射纠正、大气校正等预处理,为森林生态系统固碳能力及碳储量研究提供地表反射率产品.随着遥感数据的几何增长,传统串行使用LEDAPS进行影像预处理计算所费周期长,使得LEDAPS在实际森林碳储量研究应用中不能满足海量遥感数据的处理需求.针对这一问题,提出了一种基于MPI的LEDAPS高性能粗粒度数据并行计算方法.通过实例验证,当MPI进程数为8时,加速比最高达到7.37.该方法在大幅提高计算速度,节省计算时间的基础上,实现了计算节点的负载均衡及可扩展,有效地提高了LEDAPS处理海量遥感数据的能力,缩短了利用遥感影像进行森林碳储量计算的周期.     

基于ARM和DSP的嵌入式监控系统设计

为实现流媒体实时监控的智能化要求,提出了一种基于微处理芯片ARM和DSP的嵌入式视频监控系统设计方案。完成了系统整体结构设计,实现了系统媒体处理单元、通信控制单元,以及二者接口,开发了系统软件,介绍了软件结构和部分代码。基于双核设计的该系统能够实现智能监控,基于H．264标准可以实现流媒体的平滑传输。     

基于GPS的农田信息采集与处理系统的设计与实现

农田信息的有效采集和管理是实践精细农业的重要基础。开发基于GPS的农田信息采集与处理系统,包括空间信息采集、空间信息处理、土壤属性、网络查询和帮助模块。用VB 6.0中的MSComm控件,编制RS-232串行通讯接口程序,实现GPS数据的计算机实时采集;编程实现GPS定位数据的过滤、分解、保存及定位精度分析;编制高斯-克吕格投影程序,把WGS-84坐标转换为二维直角坐标;开发土壤属性管理模块,实现土壤水分的采集和分析;设计农田信息的网络查询模块等。该系统经过测试和使用,具有操作简便,性能稳定等特点。     

东北黑土区土壤生产力评价方法研究

 【目的】探讨在东北黑土区简单实用的土壤生产力评价方法。【方法】基于PI（productivity index）模型,根据研究区土壤特性选择8项土壤指标,对研究区25个黑土土种120个土壤样本的这8项理化性质实测数据进行了聚类和相关分析,以确定模型参数。然后确定各参数的适宜性指数。从而得到修订参数的研究区的生产力指数模型MPI（modify productivity index）,最后利用实地调查获得的正常年景玉米单产进行了验证。【结果】适宜东北黑土区的土壤生产力评价参数是土壤有效含水量、酸碱度、黏粒含量和有机质含量;与原模型（PI）相比增加了有机质和黏粒含量参数而减去了容重参数,经过验证分析证明参数改变后模型的评价效果得到很大改善;MPI指数和玉米单产之间有极显著的相关性,可利用MPI指数模拟玉米单产：Y = 3.1275ln(MPI) + 10.052,模型的决定系数为0.7564。【结论】修订后的生产力指数模型是一种在研究区进行土壤生产力相关评价的好方法。     

基于VC＋＋6.0的PC机与多台单片机的串行通信

介绍了 PC机与 MCS- 5 1系列中 80 5 1单片机多机通信原理及通信协议 ,设计了 PC机与多台单片机的通信电路。在 Windows98环境下利用 VC++6 .0的 Active X控件中的 MSComm通信控件 ,实现了 PC机与多台单片机的串行通信。与以往利用 Windows API函数实现方法相比 ,具有编程设计简化及实用性大的优点。     

火灾下钢筋混凝土柱温度场分析

采用有限元与差分结合的方法,编制了钢筋混凝土柱截面温度场计算分析的程序,进行了程序验证。并应用该分析程序对四面受火的混凝土矩形柱在不同时刻截面温度场进行了详细的计算与分析,由此得到钢筋混凝土柱在各种情况下的截面温度场分布及其变化的特点与规律,对进行混凝土结构抗火设计及对遭受火灾的结构进行损伤评估等工作提供了帮助。