1974年1月创刊(月刊)
主管/主办:重庆西南信息有限公司
ISSN 1002-137X
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    1. 前导1预测算法的设计与实现
    李星,胡春媚,李勇,李振涛
    计算机科学    2013, 40 (4): 31-34.  
    摘要 (166)   PDF (389KB) (406)  
    前导1预测(Leading One Prediction,LOP)算法常被用在浮点数的加减运算中,它能与尾数加法器并行工作,从而加快了尾数加法器计算结果的规格化过程,同时,这种方法会带来最多1位的误差。根据对误差的处理方式不同,将预测算法分成了3类,并详细介绍了其中的串行纠错前导1预测算法的具体结构,对其关键的组成部分在算法上进行了选择和优化。它与并行纠错LOP以及传统前导1检测(Leading One Detector,LOD)的逻辑综合的实验结果表明,该算法取得了面积、功耗和延时之间的较好均衡。在实际的应用中,该算法成功地运用在了工作频率为1GHz的三站式双通路(Two-Path)浮点加法器中。
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    2. 基于CORDIC算法的高精度浮点对称矩阵特征值分解的FPGA实现
    陈刚,陈旭,徐元,边昳,鲁华祥
    计算机科学    2013, 40 (5): 35-37.  
    摘要 (58)   PDF (211KB) (152)  
    为了提高实对称矩阵特征值分解算法的速度,在FPGA上设计并实现了符合IEEE-754标准的单精度浮点(32-bit)CORDIC算法,以在保证运算精度的前提下,最大限度地优化资源和速度。整个设计是在Xilinx公司的Spartan-3xc3sd1800a-5FPGA上实现的。测试结果显示:1)对于3*3的实对称矩阵(每个矩阵元素是32-bit浮点数),精度达到2-20;2)设计实现的结构占用2467个 slices,占芯片总资源的14%,最高运行时钟频率达到154MHz。
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    3. 软件流水循环缓冲的设计与实现
    陈纪孝,李勇
    计算机科学    2013, 40 (4): 35-37.  
    摘要 (68)   PDF (275KB) (109)  
    设计了一种软件流水循环缓冲,用于存储和派发循环体指令,减少执行循环程序时的访存次数,从而减少访存延迟对性能的影响。在详细研究软件流水和循环展开的基础上,完成了软件流水循环缓冲的设计。所设计的循环缓冲可以存储112条32位指令,用循环专用指令来控制循环程序的执行。对设计进行了模拟验证,并用Design Complier对设计进行了综合。
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    4. 基于MPI和CUDA的蛋白质定量软件的设计和分析
    詹 科,王 靖,袁 良,张云泉
    计算机科学    2013, 40 (3): 36-37.  
    摘要 (45)   PDF (224KB) (114)  
    介绍了蛋白质定量软件的设计及测试结果,分析结果表明:P-QuantWiz软件在曙光600。的Intel集群部分,测试规模达到2048核,在256核加速比仍在增加。相对P-QuantWiz软件在单CPU运行的结果,PG-QuantWiz软件在单CPU运行的加速比为8.1,在16个GPU上运行的加速比为14.18,并行效率为89%。
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    5. 一种周期性MapReduce作业的负载均衡策略
    傅 杰,都志辉
    计算机科学    2013, 40 (3): 38-40.  
    摘要 (50)   PDF (500KB) (107)  
    MapReduce任务负载均衡主要是通过分区函数来实现的,Hadoop默认的分区函数并不能很好地保证reducer的负载均衡。针对周期性的业务处理提出了一种基于权重计算的负载均衡策略,周期性任务的数据分布与历史数据相比具有相似性。本策略根据历史数据运行的信息运算出数据权重信息(文中用权重表示每条记录的处理复杂 度),再通过Map阶段抽样分析当前这批数据的分布特征来预测待处理数据带权重的整体近似分布情况,从而指导Reduce分区,以保证其负载均衡。通过简单的例子仿真了整个策略的运作过程,并且对比了与TeraSor、思路的不同点。最后通过分析用户访问视频的日志证明了文中提到的策略比默认的策略性能提高了接近1倍。
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    6. 自适应存储相关性预测器
    班冬松,颜世云,李礼,杨剑新,路冬冬
    计算机科学    2013, 40 (4): 38-40.  
    摘要 (51)   PDF (329KB) (142)  
    访存指令的乱序执行会导致存储相关性冲突。存储相关性预测技术能够减少相关性冲突,提升处理器性能。已有学术研究工作普遍存在硬件开销大、实现复杂度高的不足;商业处理器中的存储相关性预测技术虽然实现简单,但又存在不具有自适应性或不利于利用指令并行性等问题。设计了一种简单、高效的存储相关性预测器SMDP,它具有自适应、易实现、充分利用指令并行性等优点。实验表明,SMDP能有效提高处理器性能,在与实际处理器接近的较小指令窗口配置下,与盲预测机制相比,平均性能提高0.7991%,最高可达4.9225%。
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    7. 基于MILS CORBA的多级安全分区通信机制
    崔西宁,王聪琳,裴庆祺,李亚晖,沈玉龙
    计算机科学    2013, 40 (5): 38-41.  
    摘要 (45)   PDF (357KB) (184)  
    随着航空电子系统的飞速发展,机载操作系统对保证不同安全关键级别的软件互不影响越来越严格,面对这种情况,多重独立安全级别(MILS)嵌入式操作系统应运而生。MILS架构的中间件层采用实时CORBA技术。同时MILS CORBA架构采用分区通信机制进行通信。为了满足分区通信的安全性和MILS架构对分区密级的严格控制,设计了基于实时CORBA技术的MILS架构的多级安全分区通信机制。提出了将MILS IOP作为实时CORBA的一部分来实现MILS CORBA架构的多级安全分区通信的机制。整个机制保证了不同密级的数据安全独立的传输,同时也了保证系统的整体安全性。
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    8. 典型编译器自动向量化效果评估与分析
    李春江,黄娟娟,徐颖,杜云飞,陈娟
    计算机科学    2013, 40 (4): 41-46.  
    摘要 (62)   PDF (467KB) (241)  
    SIMD(Single-Instruction-Multiple-Data)体系结构在现代处理器体系结构中扮演重要的角色。多种国产高性能通用处理器也大都实现了SIMD结构。SIMD体系结构提供了短向量数据并行处理能力,编译器自动向量化是应用程序获得性能提升的主要手段之一。使用成熟的支持SIMD的商用处理器平台评估典型编译器自动向量化的效果,对于处理器体系结构的设计以及编译器的分析和设计非常有益。采用SPECCPU2006和SPECOMPM2001基准测试程序,评估了典型编译器(包括Intel编译器、PGI编译器和GCC编译器)的自动向量化的效果。并且以产品级的开源编译器GCC为目标,用手工编写的程序片段(主要是多种类型的循环结构)评估了当前GCC编译器自动向量化的效果,并深入分析了GCC编译器中现有的自动向量化的能力和局限。此项工作为进一步研发高效的编译器自动向量化提供了有价值的参考。
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    9. 一个针对并行模拟引擎的性能评测实例
    吴志敏,吕慧伟,陈明宇
    计算机科学    2013, 40 (3): 41-45.  
    摘要 (52)   PDF (405KB) (103)  
    SimK是由中科院计算所体系结构国家重点实验室开发的一个并行离散时间模拟引擎。基于已经发布的SimKl.0版本,对任务划分及同步推进阻塞控制进行了功能扩展,开发了SimK的1.1版本。同时由于缺乏一个专门对SimK模拟性能评测的Benchmark以及全面的评测结果,首先讨论了并行模拟引擎Benchmark的设计准则,之后介 绍了开发的Benchmark-PassBa11,并且使用它对SimK的强弱扩展性、组件负载不均衡情况下的强扩展性进行了评测,同时对比了组件负载不均衡和均衡情况下的加速比,探讨了模拟计算量的变化对模拟加速比的影响,并讨论了Benchmark的适用性。通过实验讨论得出:a) PassBa11可以作为并行模拟引擎SimK性能评测Benchmark,亦可用于其他并行模拟引擎性能的评测;b) SimK具有良好的强弱扩展性;c)负载平衡和模拟计算量都会对并行模拟加速比产生影响。
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    10. 基于模糊逻辑的几类Kripke结构之间的关系
    潘海玉,张敏,陈仪香
    计算机科学    2013, 40 (5): 42-44.  
    摘要 (74)   PDF (208KB) (125)  
    根据初始状态、状态之间的转换关系和命题赋值函数是否为分明的,模糊Kripke结构可分为8类。提出将模糊计算树逻辑作为判断模糊Kripke结构之间是否是等价的依据;详细讨论了8种模糊Kripke结构之间的关系。这些结论为设计应用中模型的合理选取提供了理论依据,也为解决模糊计算树逻辑的模型检测问题提供了一种新的方法。
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