【摘要】并行计算机体系结构的发展,带来了并行计算机性能的快速提升和并行计算平台的多样化,同时也对研究和应用人员提出挑战：(1)如何降低并行编程难度,使不具有并行计算知识背景的用户能够快速有效的开发并行程序,充分发挥并行计算机在不同应用领域的计算能力；(2)如何使现有的大量串行程序以一种稳健可靠的、非颠覆式的方式并行化；(3)如何使并行编程不依赖于硬件平台,当底层计算平台发生变化时仍可以有效运行。目 […]

【摘要】图像超分辨率重建是利用单幅或者多幅低分辨率图像来重建高分辨率图像的数字信号处理技术。相对于通过硬件获取高分辨率图像来说花费更少，近年来被广泛应用在公共安全监测、医学成像、高清视频、军事遥感探测等各个领域。因此，超分辨率重建技术具有重要的研究意义。然而现有的超分辨率重建算法复杂、计算量大，不能满足实时重建的需求。鉴于这些现状，本文对快速超分辨率重建技术进行了研究，主要取得的研究成果如下：1、 […]

【摘要】蒙特卡罗(MonteCarlo,MC)方法是粒子输运模拟中一种重要的方法。MC方法能够描述复杂几何和结果精度高的特点,缺点是需要耗费大量时间模拟上亿规模的粒子来得到精确结果。并行计算技术是解决这一瓶颈的重要途径之一。如何提高并行程序的性能和扩展性成为大规模粒子输运并行计算的挑战。本论文在充分研究和分析MC粒子输运方法和并行计算理论的基础上,开展了并行伪随机数产生器设计,以及针对固定源问题和 […]

【摘要】人类从外界获得的信息约有75%来自视觉。图像作为视觉信息的主要载体,其质量将影响人们从中获得的信息量。图像增强的口的在于改善图像视觉效果,选择适合的图像增强方法能提高图像中的信息量、方便人们的生产生活。因此,图像增强的研究具有重要的意义。本文前半部分给出了传统的图像增强方法,其中包括：灰度变换、直方图处理、图像平滑、图像锐化以及传统彩色图像增强。传统图像增强算法是进一步研究图像增强算法的基 […]

【摘要】不可压缩管流问题作为流体力学的重要研究对象，对此进行的研究成果被广泛应用于等离子体物理学和磁流体力学等相关领域的科学研究。对不可压缩管流进行精确模型的数值模拟需要巨大的计算资源和时间代价，始终是研究难点和热点。本文通过研究其中的两个关键步骤稀疏矩阵向量乘与有限差分Stencil算法，结合并行优化技术和数据局部性优化技术提高了不可压缩管流数值模拟的运行效率。在不可压缩管流数值模拟的矩阵向量乘 […]

【摘要】蛋白质-肽段复合物相关的结构信息对于新药的研制和设计有非常重要的作用。蛋白质和肽段的计算对接方法可以为用实验方法探究蛋白质-肽段交互作用做补充。现实世界中，蛋白质-肽段对接过程包含三个并行的过程：从头折叠肽段，肽段与受体的对接和靠近肽段的一些受体柔性区域的优化。一些现有的计算方法已经被用在这几个过程中自由度的采样，但这些方法通常都是以顺序的机制触发运行。蛋白质-肽段对接时受体的骨架柔性问题 […]

【摘要】基于多视图的三维重建是计算机视觉的重要组成部分,该算法的核心是以多张图片作为输入,通过计算之后生成稀疏三维点云数据,通过点云扩张形成稠密三维点云数据,最后通过表面重建得到三维模型。其在文物保护、增强现实、虚拟现实、三维目标识别、数字城市等领域都有着广泛的应用,然而由于算法是通过面片扩张、过滤等步骤形成三维数据,算法复杂、计算量大。综上,本文针对于多视图的三维重建中特征提取、匹配等耗时长的部 […]

【摘要】本文围绕GPU高性能计算编程模型的硬件资源限制、编程模型等方面进行性能优化的研究，主要做了一下工作：介绍了GPU高性能计算的发展状况和前景以及日益广泛的应用。以应用最广泛的相关编程语言CUDA为例，对GPU的并行计算硬件、软件框架进行介绍，同时对CUDA编程模型进行详细了解，通过本章的分析介绍，对GPU的编程设计语言CUDA的线程层次设计、存储器访问策略、线程块组织分配，执行单元与CUDA […]

【摘要】随着科学技术的不断发展，各个学科的计算量不断增大，一个基本的计算程序，串行执行动辄需要几个小时甚至几天的计算时间，这使得并行计算的研究和发展更有意义。近年来，吉林省计算中心不断对硬件基础设施进行更新，旨在建设一个规模为50万亿次/秒、存储达到100TB的高性能计算平台。然而高性能计算中心的使用者通常不是计算机学科的科研人员，他们不具备编写具有并行计算能力的程序，只能够将自己的算法和计算过程 […]

【摘要】计算安全是在假定攻击者拥有有限的计算资源前提下分析密码方案的安全性。虽然该安全性并非完美,但依然能满足目前实际应用的安全需求,广泛应用于现代密码学中。消息认证码(MessageAuthenticationCode,MAC)作为一种重要的密码方案,是信息安全中保证数据完整性和安全性的重要方式。密钥导出算法作为基于口令的MAC即口令认证机制的核心部分,不仅可以作为口令密钥的扩展函数,还常常作为 […]