OpenMP

摘要： 针对遥感卫星地面基带处理速率低、效率不高、稳定性差等问题,提出一种基于OpenMP多核并行机制的基带数据处理方法。通过在系统平台上建立多个线程,将数据处理分解到多线程中进行并行处理。以真实的卫星数据作为测试源,在压缩比为4∶1和无损模式下,从时间、解码速度、CPU占用、内存、设备资源利用率等指标对基带处理方法性能进行评估。评估结果表明,基于OpenMP并行化处理方法的解压缩软件,在充分利用硬件平台性能的基础上,实现了4倍解压缩速率的提升,显著提升了实时性。

摘要： 为了提升矩阵乘法的运算速度,优化运算性能,提出了一种基于并行计算的方法。采用OpenMP+MPI混合编程,选用华为鲲鹏处理器和PC机作为实验平台。其中MPI将分块后的小矩阵广播至每个进程,在每个进程中使用OpenMP进行矩阵相乘的运算,再使用MPI进行运算结果的聚集,最后显示时间性能等相关信息。分别选用PC机,单台和多台华为鲲鹏服务器,分配不同的进程数,对运算结果进行了相关性能的分析与总结。

摘要： 为适应遥感影像高效融合的应用需求,提出了一种基于Atrous-HIS变换的多光谱与全色影像并行融合方法.首先设计了一种结合了Atrous和HIS变换的遥感影像串行融合算法,分析了它的详细处理步骤.随后在该算法中引入OpenMP并行技术,并且制定了并行策略,优化了处理流程,最终实现了一种高效的并行影像融合算法.实验结果表明,该方法可以实现多光谱与全色影像的快速融合,具有良好的加速比,可扩展性好,并行效率高.

摘要： 为了提高海量DEM的裁切效率,且充分利用现有的多核CPU计算资源,提出一种基于OpenMP框架的快速并行裁切算法,并对其性能进行实例验证。通过对规则和不规则DEM数据用不规则矢量范围线裁切的任务进行分解,设计了相应的并行程序,将遍历点与矢量范围线的空间关系及DEM内插的过程进行并行化计算,缩短了计算时间。算法在实际生产中的应用结果表明,对于超大的DEM数据进行并行裁切,裁切效率明显提高。

摘要： 在大规模图像的处理中,串行角点检测算法存在着运算量大、耗时长的问题。基于API、OpenMP及PPL多核CPU技术,提出了三种改进的并行角点检测算法。实验结果显示,三种并行算法对不同尺寸的图片均具有较好的加速效果。此外,实验采取不同的线程数量进行测试。基于API的并行检测算法加速比在四线程情况下平均可达3.02,在八线程情况下平均可达3.85。基于OpenMP的并行检测算法加速比在四线程情况下平均可达2.26,在八线程情况下平均可达3.30。基于API和OpenMP的并行检测算法均具有良好的多核可扩展性。三种并行算法中,基于API的并行检测算法具有最高最稳定的加速效果。

摘要： 针对星载SAR影像匹配中影像文件大、重叠区域小等导致匹配效率低问题,该文提出一种基于重叠区域分块匹配策略的SAR-SIFT特征匹配方法,并采用Fork/Join同步并行模式处理金字塔影像以提高特征匹配效率,在特征点提取和特征描述子构建过程中采用OpenMP在CPU端进行并行计算,在GPU端进行逐像元响应函数的并行计算。为验证该方法的有效性,采用2021年覆盖云南省漾濞县“5·21”地震震区的5景高分三号顺轨影像(7104×5650)开展实验,结果表明:在5景高分三号影像匹配中,对实验影像按6×6分块,采用CPU八线程+GPU并行计算方案时效果最佳,加速比为45.15,处理时间从3683.9 s减少至81.6 s,与分块匹配策略、OpenMP多线程和减层降维3种加速方法相比,该方法效率最高,加速比为8.90,可为提高大区域顺轨影像匹配性能提供新的策略和思路。

摘要： 高分三号是我国首颗民用C波段多极化合成孔径雷达卫星。PolSARpro是欧空局支持下的一款极化SAR图像处理的开源软件,为了方便利用该软件处理高分三号数据,本文提出了一种基于OpenMP并按照PolSARpro软件的数据格式要求进行并行转换的算法,实现将高分三号极化数据快速精确转化为复数散射矩阵S2数据格式,并且通过KingMap V8.0平台实现了该算法并在实际数据中进行测试,验证了算法的可行性、高效性和正确性。

摘要： A rate-dependent peridynamic ceramic model,considering the brittle tensile response,compressive plastic softening and strain-rate dependence,can accurately represent the dynamic response and crack propagation of ceramic materials.However,it also considers the strain-rate dependence and damage accumulation caused by compressive plastic softening during the compression stage,requiring more computational resources for the bond force evaluation and damage evolution.Herein,the OpenMP parallel optimization of the rate-dependent peridynamic ceramicmodel is investigated.Also,themodules that compute the interactions betweenmaterial points and update damage index are vectorized and parallelized.Moreover,the numerical examples are carried out to simulate the dynamic response and fracture of the ceramic plate under normal impact.Furthermore,the speed-up ratio and computational efficiency by multi-threads are evaluated and discussed to demonstrate the reliability of parallelized programs.The results reveal that the totalwall clock time has been significantly reduced after optimization,showing the promise of parallelization process in terms of accuracy and stability.

摘要： 为提升平面点集Delaunay三角网的构建效率,提出了一种点集自适应二分与子集并行构建Delaunay三角网的算法。首先根据点集中点的分布,构建点集二分的引导线;接着采用优先点为中心的Delaunay三角网生成算法沿着引导线构建三角形,并根据点与三角形的位置关系将点集划分为2个子集,再分别对各个子集并行二分,直至每个子集中点的数量小于分割阈值;然后并行构建子集的Delaunay三角网;最后将点集二分时生成的三角形与子网构建的三角网直接合并,得到全局的Delaunay三角网。不同点集规模与不同分割阈值的实验表明:所提算法可有效提升Delaunay三角网的构建效率;分割阈值为900时,所提算法的构网时间随点集规模趋近于线性增长;点集规模为3万时,不同分割阈值下的平均提升效率为66.11%。所提算法充分发挥了Delaunay三角网的局部性与全局性的优点,确保了构建的每一个三角形都是最终的三角形,从而有效提升了构网效率,也为构建点集的局部Delaunay三角网提供一个可行方案。

摘要： 该文从频率域电磁法满足的控制方程出发,采用有限单元法实现了频率域2.5维探地雷达(GPR)正演模拟.重点分析了波数域电磁场谱随相对介电常数和收发距变化的规律,探讨了2.5维GPR正演模拟的波数选取问题;基于Open MP并行算法与串行算法的计算效率对比,表明频率域2.5维GPR数值模拟方法具有高效率、高精度和高度并行性的特点,为雷达正演提供重要理论参考依据和技术支撑,是GPR全波形反演的重要基础.

摘要： 本文根据磁学和热力学原理,得到了外加磁场作用下磁流变液悬浮颗粒间的磁力、粘性阻力和排斥力等相互作用,通过忽略次要作用力的影响,建立了基于牛顿第二定律的颗粒动力学模型.利用Verlet速度迭代法、元胞搜索法和变时间步长等加速技巧,建立了反映磁流变液响应特性的高效数值模拟算法,并在此基础上采用OpenMP方法开发了基于曙光4000A集群系统的并行计算算法.利用所建立的数值模拟算法,在曙光4000A集群系统平台上模拟和分析了在外加静磁场的作用下悬浮颗粒的运动规律.数值结果表明:在不改变串行程序结构,且仅对循环体部分进行并行处理的情况下,通过对比采用并行算法和串行算法模拟磁流变液在外加磁场作用下链化过程的模拟结果,对并行模拟的效率进行了分析,评估了该并行方法的可行性。

摘要： 本文根据磁学和热力学原理,得到了外加磁场作用下磁流变液悬浮颗粒间的磁力、粘性阻力和排斥力等相互作用,通过忽略次要作用力的影响,建立了基于牛顿第二定律的颗粒动力学模型.利用Verlet速度迭代法、元胞搜索法和变时间步长等加速技巧,建立了反映磁流变液响应特性的高效数值模拟算法,并在此基础上采用OpenMP方法开发了基于曙光4000A集群系统的并行计算算法.利用所建立的数值模拟算法,在曙光4000A集群系统平台上模拟和分析了在外加静磁场的作用下悬浮颗粒的运动规律.数值结果表明:在不改变串行程序结构,且仅对循环体部分进行并行处理的情况下,通过对比采用并行算法和串行算法模拟磁流变液在外加磁场作用下链化过程的模拟结果,对并行模拟的效率进行了分析,评估了该并行方法的可行性。

摘要： 本文根据磁学和热力学原理,得到了外加磁场作用下磁流变液悬浮颗粒间的磁力、粘性阻力和排斥力等相互作用,通过忽略次要作用力的影响,建立了基于牛顿第二定律的颗粒动力学模型.利用Verlet速度迭代法、元胞搜索法和变时间步长等加速技巧,建立了反映磁流变液响应特性的高效数值模拟算法,并在此基础上采用OpenMP方法开发了基于曙光4000A集群系统的并行计算算法.利用所建立的数值模拟算法,在曙光4000A集群系统平台上模拟和分析了在外加静磁场的作用下悬浮颗粒的运动规律.数值结果表明:在不改变串行程序结构,且仅对循环体部分进行并行处理的情况下,通过对比采用并行算法和串行算法模拟磁流变液在外加磁场作用下链化过程的模拟结果,对并行模拟的效率进行了分析,评估了该并行方法的可行性。

摘要： 本文根据磁学和热力学原理,得到了外加磁场作用下磁流变液悬浮颗粒间的磁力、粘性阻力和排斥力等相互作用,通过忽略次要作用力的影响,建立了基于牛顿第二定律的颗粒动力学模型.利用Verlet速度迭代法、元胞搜索法和变时间步长等加速技巧,建立了反映磁流变液响应特性的高效数值模拟算法,并在此基础上采用OpenMP方法开发了基于曙光4000A集群系统的并行计算算法.利用所建立的数值模拟算法,在曙光4000A集群系统平台上模拟和分析了在外加静磁场的作用下悬浮颗粒的运动规律.数值结果表明:在不改变串行程序结构,且仅对循环体部分进行并行处理的情况下,通过对比采用并行算法和串行算法模拟磁流变液在外加磁场作用下链化过程的模拟结果,对并行模拟的效率进行了分析,评估了该并行方法的可行性。

摘要： OpenSees(Open System for Earthquake EngineeringSimulation)开源框架中的三大核心模块分别是有限元模型建立模块、(非)线性分析模块和计算结果输出控制模块。OpenSees并行版本中的OpenSeesSP软件的并行通信模型完全采用MPI实现。该论文就OpenSeesSP软件中的结构模型构建和(非)线性分析模块中存在的影响并行性能的问题进行分析，并设计可以并行优化的方案。最后结合测试结果的分析对本次优化方案的研究工作做出总结。

摘要： OpenSees(Open System for Earthquake EngineeringSimulation)开源框架中的三大核心模块分别是有限元模型建立模块、(非)线性分析模块和计算结果输出控制模块。OpenSees并行版本中的OpenSeesSP软件的并行通信模型完全采用MPI实现。该论文就OpenSeesSP软件中的结构模型构建和(非)线性分析模块中存在的影响并行性能的问题进行分析，并设计可以并行优化的方案。最后结合测试结果的分析对本次优化方案的研究工作做出总结。

摘要： OpenSees(Open System for Earthquake EngineeringSimulation)开源框架中的三大核心模块分别是有限元模型建立模块、(非)线性分析模块和计算结果输出控制模块。OpenSees并行版本中的OpenSeesSP软件的并行通信模型完全采用MPI实现。该论文就OpenSeesSP软件中的结构模型构建和(非)线性分析模块中存在的影响并行性能的问题进行分析，并设计可以并行优化的方案。最后结合测试结果的分析对本次优化方案的研究工作做出总结。

摘要： OpenSees(Open System for Earthquake EngineeringSimulation)开源框架中的三大核心模块分别是有限元模型建立模块、(非)线性分析模块和计算结果输出控制模块。OpenSees并行版本中的OpenSeesSP软件的并行通信模型完全采用MPI实现。该论文就OpenSeesSP软件中的结构模型构建和(非)线性分析模块中存在的影响并行性能的问题进行分析，并设计可以并行优化的方案。最后结合测试结果的分析对本次优化方案的研究工作做出总结。

摘要： OpenSees(Open System for Earthquake EngineeringSimulation)开源框架中的三大核心模块分别是有限元模型建立模块、(非)线性分析模块和计算结果输出控制模块。OpenSees并行版本中的OpenSeesSP软件的并行通信模型完全采用MPI实现。该论文就OpenSeesSP软件中的结构模型构建和(非)线性分析模块中存在的影响并行性能的问题进行分析，并设计可以并行优化的方案。最后结合测试结果的分析对本次优化方案的研究工作做出总结。

摘要： OpenSees(Open System for Earthquake EngineeringSimulation)开源框架中的三大核心模块分别是有限元模型建立模块、(非)线性分析模块和计算结果输出控制模块。OpenSees并行版本中的OpenSeesSP软件的并行通信模型完全采用MPI实现。该论文就OpenSeesSP软件中的结构模型构建和(非)线性分析模块中存在的影响并行性能的问题进行分析，并设计可以并行优化的方案。最后结合测试结果的分析对本次优化方案的研究工作做出总结。

摘要： 本发明公开了基于OpenMP线程的环形拓扑心跳检测方法与应用，解决现有技术条件下不能有效检测基于OpenMP并行技术中各个线程程序运行状态等问题。当检测到某一线程初始化时，以该线程的线程号为基础建立线程结构体；当线程启动时，记录线程初始时间戳，倘若该线程运行期间满足预定义时间间隔，系统就记录一次该线程产生的心率值，并判断当前线程是否处于正常运行、挂起、忙等、正常退出、异常退出等状态。此外，本方法可绘制线程心率曲线，远程监视心率变化。本方法设计API函数并注入主程序，以环形链表的方式进行心跳状态检测，相比于传统的集中式检测方法，本方法无需生成额外的中心检测线程，优化了系统运行效率，提高检测的准确性。

摘要： 本发明公开一种基于OpenMP和CUDA的图像特征提取并行算法，应用于利用内核原型分析算法的图像特征提取，针对图像本身的特点，即在图像处理算法中存在大量矩阵运算，对内核原型分析算法进行了优化。通过在采用FURTHESTSUM算法对内核原型分析算法进行初始化的过程中，使用了OpenMP多线程并行同时结合归约算法对其进行优化，随后在使用投影梯度法更新矩阵的过程中，使用OpenMP和CUDA在GPU中并行执行其中的矩阵乘法运算，使用OpenMP并行执行其中的矩阵减法运算，即通过多线程的计算解决了现有的内核原型分析算法中由于在进行最大值和矩阵运算的计算时使用串行方法计算，导致其计算速度慢，运行效率低等问题。

摘要： 本发明公开了一种基于CUDA与OpenMP的三维Kriging算法协同加速技术。其包括以下基本步骤：构建KD树搜索结构，计算带插值点坐标，OpenMP并行搜索，CUDA并发流异步构造克里金方程并求解最终结果。本发明的有益效果是：可充分利用CPU与GPU的计算资源，使得插值过程中GPU与CPU计算部分异步执行，具有快速、高效的优点；同时，当更多的变差模型参与计算时，本发明具有更好的加速效果。

摘要： 本发明涉及一种基于OpenMP的并行字符串查询方法，属于数据库技术领域。包括字符串数据集预处理步骤，对字符串数据集和查询集按照字典序升序排序并统计各首字母下所有字符串的字符串数量；索引创建步骤，基于贪婪分区方法将数据集划分成K个分区并创建分区表，然后基于OpenMP并行为每个分区创建独立的双数组Trie索引结构；检索步骤，对一批待查询的字典序有序的查询集，根据分区表确定各查询对应的分区号并在相应分区内进行并行检索。本发明通过贪婪分区算法和OpenMP等技术创建分区双数组，使分区负载更为均衡，进而可提高双数组创建以及检索的效率。

摘要： 本发明提出了一种基于OpenMP和MPI的电磁波与等离子体作用的计算方法及装置。计算方法，包括：步骤Y，建立电磁波与等离子体相互作用的求解模型并进行离散；步骤X，对离散后的求解模型进行自适应计算，确定OpenMP的线程数和MPI的进程数；步骤U，对离散后的求解模型进行求解，包括：按照自适应计算获得的OpenMP线程数进行并行化计算，同时按照自适应计算获得的MPI进程数对数据进行并行化更新存储，以获取电磁波与等离子体相互作用的模拟结果。本发明采用OpenMP对数据计算模块进行并行化处理，减少MPI并行时必须的通讯操作而引起的并行开销，节省了数值模拟所需的时间。在时间迭代过程中，数据存储模块采用MPI进行并行化处理，提高了整体程序的运行效率。

摘要： 本发明属于实时系统的实时调度和模型检测领域，具体涉及一种具有循环结构的OpenMP程序WCRT方法，该方法为：建立OpenMP任务系统模型；定义任务系统的语句树；精确计算任务系统的容量，对任务系统中每个任务进行逆序遍历，计算与任务系统中每个任务相关的容量；精确计算任务系统的最长路径长度；逆序遍历任务系统中的每个任务，求每个任务遍历从叶子到根部的语句树中的每个节点B的最长路径的长度；计算任务系统的WCRT的上界。该方法采用线性时间动态编程算法来计算WCRT边界，而不展开循环，也不显式地枚举执行流，使时间复杂度与循环边界无关，简化了计算方法，提高WCRT边界精度。

摘要： 本发明涉及一种基于MPICH+OPENMP的国产化并行计算架构和方法，属于并行计算领域。本发明基于MPICH+OpenMP混合架构构建，通过实现对于计算算法的混合并行加速达到提高计算效率的效果。基于MPICH并行架构的粗粒并行实现节点间的并行计算，包含节点间的任务分发，数据汇集同步等功能。基于OpenMP并行架构的细粒并行计算实现节点内部CPU核之间的算法层面的并行计算。并行加速平台可灵活应用于飞腾、龙芯等国产硬件平台，中标麒麟、银河麒麟等国产操作系统。本发明可以根据并行计算节点系统资源自动调整并行线程数量实现分配并行线程实现算力的最大化利用，相比传统MPI并行拥有更好的稳定性与灵活性，同时弥补了OpenMP只支持单一计算节点的缺点。

摘要： 本发明属于量子计算模拟技术领域，特别涉及一种基于OpenMP并行模型下的量子机器学习模拟方法及系统，首先，针对系数矩阵的线性方程组，通过将输入向量和输出向量映射为两个量子态，通过将线性方程组求解转换为系数矩阵特征值的求解来构建量子模拟器；然后，将量子模拟器部署到经典多核计算机上，并基于OpenMP模型并利用量子机器学习算法，通过分析算法代码中的热点，寻找并选定待并行代码模块，对选定的待并行代码模块进行并行运算处理。本发明在经典多核计算机上利用高级编程语言实现对HHL的算法模拟，能够实现4×4、8×8和16×16矩阵的线性方程求解，适用性强，能够达到较为理想的量子计算效率，便于实际场景应用。

摘要： 本发明公开了一种针对随机循环负载均衡的OpenMP静态调度方法。本发明在在linux环境下进行OMPi编译器的配置后，将计算程序中的随机循环部分隔离出来。再用迭代编译的思想，获取每一个循环迭代内的执行时间，并用执行时间来表征随机循环所含有的负载。然后根据获取的负载信息和实际运行所需要的线程数目，求得随机循环中每一次迭代的负载、总负载以及平均负载，计算每一个线程分配到迭代块的开始和结束索引，将开始和结束索引值分别存放在对应指针中。最后更改编译器中关于OpenMP调度的代码，实现调度策略。本发明克服了预运行带来额外时间开销的缺点，没有调度开销，实现了负载均衡，加快程序的执行效率。

摘要： 一种飞行器气动特性模拟的OpenMP并行扰动域更新方法,包括数据读入，静态区域分解，建立动态计算域，动态区域分解，分配存储空间，边界条件处理，残差估计，时间积分，块内增大对流动态域，块内缩小动态计算域，块内增大粘性动态域，块内缩小粘性动态域，块间增大动态计算域，判断求解是否达到收敛条件，结果输出等步骤，可以实现针对现有并行数值模拟方法在模拟飞行器气动特性时存在大量无效计算而现有扰动区域更新方法开展大规模并行时计算效率可能损失的问题。