本文選題：結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格　切入點(diǎn)：任務(wù)圖并行　出處：《山東科技大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：在過去的十年中,計(jì)算機(jī)系統(tǒng)不再依靠提高CPU頻率來提高系統(tǒng)性能,集成了多個(gè)簡單內(nèi)核的多核和眾核CPU已成為近十年來的主流技術(shù)。如何充分利用多核、眾核系統(tǒng)資源獲得好的性能是高性能計(jì)算應(yīng)用的關(guān)鍵。結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格應(yīng)用是高性能計(jì)算領(lǐng)域的一個(gè)典型應(yīng)用,隨著多核和眾核平臺(tái)的廣泛應(yīng)用,如何將已有的代碼轉(zhuǎn)換到這些新的并行平臺(tái)上是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。在基于多核、眾核平臺(tái)的結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格應(yīng)用中,由于數(shù)據(jù)劃分而帶來的相鄰節(jié)點(diǎn)間的通信會(huì)給整個(gè)并行計(jì)算系統(tǒng)的性能帶來顯著影響,分析通信過程并實(shí)現(xiàn)通信與計(jì)算的重疊可以提高系統(tǒng)的性能。本文在多核平臺(tái)上,以Chombo中的AMRPossion算例為目標(biāo),研究任務(wù)圖并行方法。首先,分析了結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格應(yīng)用中相鄰數(shù)據(jù)塊通信的特點(diǎn)。然后,對(duì)迭代計(jì)算中相鄰數(shù)據(jù)塊之間的依賴關(guān)系進(jìn)行分析,區(qū)分本地?cái)?shù)據(jù)和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù),本地?cái)?shù)據(jù)通過共享存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)通訊,而遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)必須通過節(jié)點(diǎn)間的網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)通訊,是系統(tǒng)性能瓶頸。因此,利用計(jì)算與通訊的重疊來掩蓋遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信造成的開銷,從而提高系統(tǒng)性能。最后,完成了AMRPoisso算例的多進(jìn)程的任務(wù)圖并行化,并在自建的多核平臺(tái)上進(jìn)行了測(cè)試,測(cè)試數(shù)據(jù)表明:與MPI + OpenMP并行模型相比,基于并行任務(wù)圖DAG+MPI的混合并行程序可以有效地提高性能。
[Abstract]:In the past decade, computer systems have not relied on increasing the frequency of CPU to improve the performance of the system. The multi-core and multi-core CPU integrated with many simple cores has become the mainstream technology in the past decade. The key to the application of high performance computing is to obtain good performance of multi-core system resources. Structured grid application is a typical application in the field of high performance computing, with the wide application of multi-core and multi-core platform. How to convert existing code to these new parallel platforms is a huge challenge. The communication between adjacent nodes due to data partitioning will have a significant impact on the performance of the whole parallel computing system. The performance of the system can be improved by analyzing the communication process and realizing the overlap of communication and computation. Taking the AMRPossion example in Chombo as the target, the parallel method of task diagram is studied. Firstly, the characteristics of adjacent data block communication in structured grid application are analyzed. Then, the dependency relationship between adjacent data blocks in iterative computation is analyzed. Distinguishing between local data and remote data, local data communicates through shared memory, and remote data must communicate through networks between nodes, which is the bottleneck of system performance. The overlap of computation and communication is used to cover up the overhead caused by remote data communication, so as to improve the performance of the system. Finally, the multi-process task diagram of AMRPoisso example is parallelized and tested on the self-built multi-core platform. The test data show that the hybrid parallel program based on parallel task graph DAG MPI can effectively improve the performance compared with the MPI OpenMP parallel model.
【學(xué)位授予單位】：山東科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP38

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 劉鍵,張靜;含過程任務(wù)圖的調(diào)度[J];計(jì)算機(jī)工程與科學(xué);1997年01期

2 曾國蓀,陸鑫達(dá);異構(gòu)任務(wù)圖的實(shí)現(xiàn)模型[J];同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2001年08期

3 黃姝娟;朱怡安;;基于并行優(yōu)先級(jí)任務(wù)樹的多核調(diào)度方法研究[J];西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2012年05期

4 馬錦忠;圖Gt的性質(zhì)及其應(yīng)用[J];沈陽機(jī)電學(xué)院學(xué)報(bào);1984年02期

5 ;系統(tǒng)[J];電腦迷;2008年05期

6 張德富，，吳巧泉;基于任務(wù)圖的一種并行程序設(shè)計(jì)方法（Ⅰ）──任務(wù)圖的設(shè)計(jì)[J];軟件學(xué)報(bào);1995年06期

7 陳華平,李京,陳國良;并行分布計(jì)算中條件分支的靜態(tài)調(diào)度[J];小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng);1997年01期

8 尚明生;相關(guān)任務(wù)圖的一種有效并行調(diào)度算法[J];計(jì)算機(jī)工程;2005年14期

9 李慶華,阮幼林,劉干,蔣盛益,楊世達(dá);一個(gè)調(diào)度Fork-Join任務(wù)圖的最優(yōu)算法(英文)[J];軟件學(xué)報(bào);2005年05期

10 肖勇軍,金偉正;移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)中基于任務(wù)圖應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)[J];計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用;2004年35期

相關(guān)會(huì)議論文 前6條

1 蘭彤;馮玉才;肖偉器;;空間連接處理的并行化研究[A];數(shù)據(jù)庫研究進(jìn)展97——第十四屆全國數(shù)據(jù)庫學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（上）[C];1997年

2 張?chǎng)?駱志剛;趙翔;王金華;靳新;;剪接比對(duì)軟件sim4的并行化研究與實(shí)現(xiàn)[A];2006年全國開放式分布與并行計(jì)算學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（一）[C];2006年

3 王本龍;龔凱;劉樺;;自由表面流動(dòng)問題的并行化SPH方法求解[A];中國力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)'2009論文摘要集[C];2009年

4 曲云偉;;淺議遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通訊的幾種組網(wǎng)方式[A];推進(jìn)信息及自動(dòng)化技術(shù)在鋼鐵工業(yè)節(jié)能降耗、改善環(huán)境、降低成本中的應(yīng)用論文集[C];2005年

5 王峰;楊建俊;張?zhí)炀?許淑艷;;不同操作平臺(tái)上的MCNP并行化計(jì)算[A];中國原子能科學(xué)研究院年報(bào) 2009[C];2010年

6 陳跡;杜尚豐;;基于GPRS的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)[A];紀(jì)念中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)成立30周年暨中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)2009年學(xué)術(shù)年會(huì)（CSAE 2009）論文集[C];2009年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前6條

1 記者 鄭璐;嚴(yán)格按時(shí)間表任務(wù)圖全力推進(jìn)[N];太行日?qǐng)?bào);2014年

2 ;服務(wù)器軟件的并行化革命[N];網(wǎng)絡(luò)世界;2006年

3 謝濤;英特爾：忽視并行化軟件后果很危險(xiǎn)[N];電腦商報(bào);2008年

4 李水根;浙江構(gòu)建農(nóng)村公衛(wèi)服務(wù)新模式[N];健康報(bào);2006年

5 記者 魯媛媛;英特爾軟件進(jìn)入并行時(shí)代[N];網(wǎng)絡(luò)世界;2009年

6 ;存儲(chǔ)廠商推進(jìn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)管理[N];計(jì)算機(jī)世界;2004年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前5條

1 張建軍;基于Fork-Join任務(wù)圖的調(diào)度算法研究[D];華中科技大學(xué);2010年

2 郭琦;異構(gòu)多核可重構(gòu)平臺(tái)指令并行化關(guān)鍵問題研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2015年

3 程興國;仿生算法的動(dòng)態(tài)反饋機(jī)制及其并行化實(shí)現(xiàn)方法研究[D];華南理工大學(xué);2013年

4 丁曉寧;面向CFD的交互式并行化技術(shù)研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2002年

5 張平;并行化編譯器中并行程序自動(dòng)生成和性能優(yōu)化技術(shù)研究[D];解放軍信息工程大學(xué);2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 Mohammed Ali Hasan Al-towayti;Chombo中的AMRPossion應(yīng)用的DAG并行化[D];山東科技大學(xué);2017年

2 榮卓波;基于Hadoop的并行化算法實(shí)現(xiàn)及GPS數(shù)據(jù)實(shí)例分析[D];西南大學(xué);2015年

3 賴梓昌;基于MPCore多核并行化的寬景視覺研究與實(shí)現(xiàn)[D];西南交通大學(xué);2015年

4 楊睿;基于并行計(jì)算的基因序列快速比對(duì)方法研究[D];浙江大學(xué);2015年

5 王心陽;一種基于MapReduce模型的并行化TSP算法研究[D];電子科技大學(xué);2015年

6 趙正委;基于BSP模型的網(wǎng)絡(luò)最大流算法的并行化研究與實(shí)現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2014年

7 康少華;空間碎片探測(cè)軟件的并行化及WCRT分析[D];北京理工大學(xué);2015年

8 王向輝;嵌入式瀏覽器并行化的研究與設(shè)計(jì)[D];電子科技大學(xué);2014年

9 孫潔;用于超電大散射計(jì)算MLFMA并行化及其關(guān)鍵問題的研究[D];電子科技大學(xué);2014年

10 劉毅;LTE系統(tǒng)中關(guān)鍵算法的研究[D];電子科技大學(xué);2014年

本文編號(hào)：1614103