许涛
- 作品数：6 被引量：21H指数：4
- 供职机构：中国科学院大学更多>>
- 发文基金：中国科学院重点部署项目国家科技支撑计划中国科学院战略性先导科技专项更多>>
- 相关领域：天文地球自动化与计算机技术更多>>
- 基于数据分治与双层索引的并行点面叠加分析方法研究被引量：2
- 2015年
- 地图叠加分析是一种计算密集型算法,并行化计算是加快算法执行速度的一种有效方法。该文研究分布式环境下的点面图层并行化叠加分析方法与实现。首先根据点面叠加的特点设置并行数据分解的方式,基于分治法分解空间数据,在并行系统下将地理要素分而治之。然后引入双层索引的并行叠加机制,一是对面图层根据Hilbert空间索引的排序方式分发数据,二是对点图层建立四叉树索引,对每一个进行相交运算的多边形进行快速过滤和求交。最后在Linux集群系统下实现该并行算法,其一利用MPI分布式计算环境实现在整体计算框架下的消息通讯模式的并行,其二在每个子节点中实现基于多核OpenMP工具的本地并行化。结果表明,利用双层空间索引分治的方法可实现并行数据分块,各子节点实现独立计算,减少并行系统中的I/O冲突,并行加速比明显。该方法对矢量地图运算的并行化进行了有益的尝试,为大数据时代的空间数据分析提供一种有效的途径。
- 周玉科周成虎马廷高锡章范俊甫许涛季民
- 关键词：并行计算空间索引MPIOPENMP
- 基于白盒密码的DCAS终端安全芯片方案
- 2016年
- 在国家广电总局2012年发布的可下载条件接收系统(downloadable conditional access system,DCAS)技术规范中,终端的密码操作都被置于安全芯片内,用安全硬件技术加以保护.然而安全芯片中过多的黑盒内容降低了芯片的通用性,增加了研发成本.因此提出一种基于白盒密码的DCAS安全芯片改进方案,利用芯片外的白盒解密软件模块和芯片内的外部编码,替换原方案中的层级密钥模块,并给出了一种在安全芯片内根据参数生成外部编码的算法,重新设计了DCAS终端的解密和握手验证过程.改进后的方案不但弥补了技术规范中原方案的缺点,还增加了如下优点:解密算法与业务密钥都包含在白盒密码模块内,可以同时通过网络下载更新;握手验证过程不仅对DCAS终端设备进行可用性验证,还能够进行唯一性验证.
- 许涛武传坤张卫明
- 关键词：条件接收系统安全芯片
- 几何部件缓冲区域合并的Buffer算法及其并行优化方法被引量：4
- 2014年
- 在介绍一种基于几何部件缓冲区域合并的矢量数据缓冲区生成算法的基础上,采用数据并行思想和MPI编程模型对缓冲区算法的并行化实现和优化方法开展研究。试验结果显示,与ArcGIS Buffer工具相比:1当缓冲区结果多边形不合并时,虽然串行缓冲区算法的时间开销较高,但可轻易通过并行方式实现加速;2当缓冲区结果合并时,本文算法要明显优于ArcGIS Buffer工具,并且经过优化的并行缓冲区算法表现出更高的计算效率和更大规模的数据处理能力。因此,基于几何部件缓冲区域合并的Buffer算法具备一定的实用价值,本文提出的按节点数量的任务分解方法和进程间结果树状归并策略是对缓冲区算法进行并行优化的有效途径,对GIS中其他矢量分析算法的并行化及相关优化工作也具有一定的借鉴意义。
- 范俊甫马廷周成虎季民周玉科许涛
- 关键词：缓冲区消息传递接口
- 分治法在GIS多边形快速合并算法中的应用及效率提升评价模型被引量：4
- 2014年
- 分治法采用分解-解决-合并的问题处理模式,应用于多边形合并算法能规避结点累积效应,与经典的"滚雪球"处理模式相比能有效提升多边形合并算法的计算效率。本文以多边形合并算法为研究对象,首先通过分析基于Vatti算法实现的多边形合并算子的效率相对于多边形顶点数的变化特征,指出合并过程中的结点累积效应是"滚雪球"多边形合并模式的潜在性能瓶颈和隐患。考虑分治法的"分而治之"思想在解决多边形合并问题上的适用性以及在归并排序算法中表现出的高效率,提出分治法的多边形"树状"合并处理模式,实现了面向要素集合或者要素层的多边形快速合并算法,最后给出了面向多边形合并的算法效率提升评价模型。实验结果显示,当仅有400个多边形时,"滚雪球"模式的时间开销约是"树状"合并模式的26倍,当需要合并11 200个多边形时,前者的时间开销约是后者的926倍。因此,基于分治法的多边形树状合并策略是对多边形合并算法以及应用到多边形合并算法的高级空间分析算法进行优化的可行途径。
- 范俊甫马廷周成虎周玉科许涛
- 关键词：分治法
- 基于集群MPI的图层级多边形并行合并算法被引量：9
- 2014年
- 在集群环境下,基于MPI并行编程模型和OGC简单要素规范进行并行多边形合并时,需要处理叠加图层间要素的"多对多"映射关系,由于空间上相邻的多边形在要素序列上并不一定连续,导致无法按要素序列为子节点分配任务,给并行任务映射带来了困难。本文以集群环境下的并行多边形合并算法为研究对象,通过比较叠加分析中两种多边形映射关系对算法并行化带来的影响,基于R树空间索引、MySQL精确空间查询,以及MPI通信机制,提出了6种不同的并行任务映射策略;通过实验分析和比较了6种策略的优劣。结果显示:基于R树预筛选的直接合并策略,在各算法中具有最高的串行计算效率和优秀的并行性能表现。虽然MySQL精确空间查询的预筛选过程较为耗时,但可有效地过滤掉不真正相交的多边形,从而提高合并操作的效率。因此,在集群MPI环境下,基于R树和MySQL精确空间查询的预筛选策略是解决并行任务映射难题,实现图层级多边形并行合并算法的有效途径。
- 范俊甫马廷周成虎季民周玉科许涛
- 关键词：任务映射并行计算
- GIS中8种图层级多核并行多边形叠置分析工具的实现及优化方法被引量：6
- 2013年
- GIS中基于简单要素模型的非加权多边形叠置分析有交、差、并、交集取反、联合、更新、标识和空间连接8个基本工具。明确目标图层与叠加图层间多边形的数量对应关系,是实现图层级别并行多边形叠置工具集的首要前提。多边形差、交、标识、更新和空间连接操作需要处理目标多边形到叠加多边形间"一对多"的映射关系;合并、交集取反和联合操作需要处理"多对多"的映射关系。本文从多核数据并行角度,分析了8种多边形叠加分析工具并行实现方法的异同,提出基于改进的分组关联最小化方法实现数据划分,基于顶点数量作为指标的负载平衡计算策略和多种并行优化方法和策略,实现了包含8种操作的并行多边形叠置分析工具集。实验结果表明,改进的分组关联最小化数据划分方法能为多边形联合操作带来约92%的并行加速性能和更鲁棒的并行性;以顶点数量作为负载平衡指标,能以极小的代价为并行求差算法获得约21%的性能提升;二路归并能有效解决多边形并行合并过程中潜在的性能瓶颈;动态调度策略下多边形求交与合并工具具有更高的加速比;使用R树进行要素预过滤能为并行求差获得超过20倍的加速;结构化存储的矢量数据批量加载策略能有效降低因磁盘I/O带来的性能损失。
- 范俊甫马廷季民周玉科许涛
- 关键词：OPENMP数据划分负载平衡任务调度
