基于異構(gòu)并行系統(tǒng)的腦網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建分析方法研究.pdf

1、人腦是自然界中最復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)之一，而復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論為人腦的研究提供了一個新的方向。計(jì)算腦網(wǎng)絡(luò)屬性的方法是研究腦網(wǎng)絡(luò)的一項(xiàng)重要途徑，因此網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建時間和屬性計(jì)算時間是影響研究進(jìn)度最為重要的因素，是為腦網(wǎng)絡(luò)研究提供技術(shù)可行性的重要指標(biāo)。腦網(wǎng)絡(luò)研究的不斷發(fā)展使得腦網(wǎng)絡(luò)粒度日益精細(xì)，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模日益增大，計(jì)算量呈幾何級數(shù)增長，使得腦網(wǎng)絡(luò)研究時間過長，大大阻礙了腦網(wǎng)絡(luò)研究進(jìn)程。并行計(jì)算技術(shù)的發(fā)展使其成為一種求解數(shù)據(jù)密集型計(jì)算任務(wù)的有效的手段。因此，本文主要

2、是通過并行計(jì)算技術(shù)實(shí)現(xiàn)腦網(wǎng)絡(luò)的快速計(jì)算。
　　本文研究的重點(diǎn)是靜息態(tài)功能腦網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的并行實(shí)現(xiàn)。利用并行計(jì)算技術(shù)的理論知識，對腦網(wǎng)絡(luò)研究領(lǐng)域已有構(gòu)建和分析方法，在不同的并行計(jì)算平臺，提出腦網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的并行策略。在本文中，創(chuàng)新之處是：
　　(1)基于CPU-GPU異構(gòu)環(huán)境并行系統(tǒng)，對腦網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方法提出一種新的實(shí)現(xiàn)方式。在此基礎(chǔ)上，提出了腦網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建及屬性計(jì)算的并行策略，即利用CUDA架構(gòu)、CUBLAS庫加速腦網(wǎng)絡(luò)屬性計(jì)算方法中的計(jì)算

3、模塊。在支持GPU通用計(jì)算的并行平臺，對腦網(wǎng)絡(luò)并行策略的性能進(jìn)行測試，最優(yōu)的并行效果是加速比達(dá)到3倍以上。
　　(2)基于多CPU環(huán)境的并行系統(tǒng)，提出了基于多CPU的腦網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建及屬性計(jì)算并行實(shí)現(xiàn)策略，即利用多CPU并行計(jì)算多個腦網(wǎng)絡(luò)。在支持多CPU計(jì)算的并行平臺，提出了基于SPMD機(jī)制和循環(huán)打包方法的架構(gòu)，并對這種并行策略進(jìn)行測試并行性能，最大的加速比達(dá)到6倍以上。
　　(3)基于CPU-GPU異構(gòu)環(huán)境并行系統(tǒng)，提出了將以上