并行程序设计模型若干问题研究
【摘要】:长期以来,并行计算机的计算能力持续遵循Moore定律快速增长,新的体系结构不断出现,但并行计算却一直未能真正成为计算的主流。人们逐渐认识到仅仅设计和建造并行硬件是不够的,并行计算的真正挑战在于支持并行程序设计的软件。现有并行程序设计系统普遍存在抽象层次较低、程序开发困难的问题。并行程序与相应并行算法描述相比往往要复杂得多,导致并行程序的可读性和可扩展性较差。同时,并行体系结构的多样性也造成了并行程序设计模型和软件系统的多样性,限制了并行应用程序的通用性和灵活性。因此,如何提高并行程序设计模型和相应并行程序设计系统的抽象层次,支持通用并行数据结构和算法的开发,并最终提高并行程序开发的效率,成为并行计算中需要解决的关键问题。本文针对上述问题开展了以下研究工作:
(1) 消息传递并行程序设计模型研究
针对现有消息传递系统抽象层次过低的问题,提出新的泛型面向对象消息传递接口——GOOMPI,创建了完整的数据划分、序列化和传输框架,有效地解决了任意用户自定义、复杂、动态数据结构和抽象数据类型的消息传递问题;设计和实现了基于策略的多功能通信端口,提供流式接口和消息类型检查机制,支持基于消息传递的并行算法到相应并行程序的快速和直观地映射;利用GOOMPI实现了若干典型的基于消息传递的并行算法,并与相应的MPI实现进行了对比。
(2) 共享存储并行程序设计模型研究
针对现有多线程程序设计系统的不足之处,提出新的并行多线程接口——PMT,在不依赖于语言扩展和专用编译器的前提下,实现直接面向多线程并行程序设计的支持,包括并行任务的管理和线程池机制、各种并行执行区域、并行循环的静态和动态调度、各种支持并行访问的共享数据结构等;利用PMT对C++标准模板库中的若干数据结构和算法进行了并行化。
(3) 锁无关的投机并行多线程研究
讨论了未来的多核体系结构上基于事务性执行的投机并行多线程技术——SPT/TX。由于目前尚没有支持投机并行多线程的硬件产品,因此提出基于软件的SPT/TX功能性模拟算法和正确性验证算法,并在此基础上,提出利用二进制代码动态插桩技术,设计并实现了基于软件的SPT/TX功能性模拟器和正确性验证器,有效支持了对SPT/TX技术的进一步研究。
(4) 统一架构并行程序设计模型研究
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1 |
祝永志;赵岩;魏榕晖;;基于MPICH的Beowulf集群系统构建与性能评测[J];计算机工程与应用;2006年14期 |
2 |
傅莹;祝永志;刘晓尼;;面向对象技术在MPI并行程序中设计与实现[J];计算机与信息技术;2010年10期 |
3 |
王雷章;张爱武;;多视点三维数据配准的并行计算方法[J];微电子学与计算机;2006年S1期 |
4 |
盛理彦,陈宁新;机器人动力学并行计算[J];机器人;1989年06期 |
5 |
孙家昶;并行计算环境与数值并行算法研究[J];小型微型计算机系统;1995年02期 |
6 |
雒战平,刘之行;有限元并行计算的MPI程序设计[J];西安交通大学学报;2004年08期 |
7 |
苑明哲,于海斌,周悦;流水线型并行控制器[J];控制理论与应用;2004年04期 |
8 |
李俊照,罗家融;基于linux集群的并行计算[J];计算机测量与控制;2004年11期 |
9 |
刘羽,卢振晓,邱南辉;基于PVM的机群实验系统的建立及应用[J];广西工学院学报;2005年02期 |
10 |
武俊生,谢桂芳;浅谈“并行计算”与COW实践[J];电力学报;2005年02期 |
11 |
边根庆,邵必林,魏小宁;基于CDT的几乎同态问题探讨[J];微电子学与计算机;2005年08期 |
12 |
葛德彪;杨利霞;;各向异性介质FDTD分析及其并行计算[J];系统工程与电子技术;2006年04期 |
13 |
蒋鹏;;块对角线性方程组的一种分布式并行迭代算法[J];西安邮电学院学报;2006年03期 |
14 |
陈真;王钊;;C++面向对象程序设计中的构造函数[J];电气电子教学学报;2006年06期 |
15 |
徐向阳;;面向对象程序设计现状及发展趋势研究[J];光盘技术;2006年01期 |
16 |
高家全;何桂霞;;并行遗传算法研究综述[J];浙江工业大学学报;2007年01期 |
17 |
宋宇鲲;高明伦;邓红辉;王锐;胡永华;;DReAC:一种新型动态可重构协处理器[J];电子学报;2007年05期 |
18 |
朱玲;;《面向对象程序设计》双语教学的实践与探讨[J];科技资讯;2007年32期 |
19 |
刘旭红;佟俐鹃;;《面向对象程序设计》双语教学的探索与实践[J];教育理论与实践;2007年S1期 |
20 |
刘巧英;乔玉兰;孙玉强;;并行技术领域中调度算法研究[J];中国科技信息;2009年05期 |
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