發(fā)布時間：2020-03-28 10:06

【摘要】： 隨著科技的發(fā)展,人類對高性能計算有著愈來愈大的需求。異構(gòu)計算能夠為不同類型的計算匹配合適的計算體系結(jié)構(gòu),大大縮短了計算操作的完成時間,這使得異構(gòu)計算近年來成為并行處理的主要研究平臺。異構(gòu)計算擁有廣泛的應(yīng)用前景。機(jī)群由于自身較高的性能/價格比、較低的價格、較好的可擴(kuò)展性等優(yōu)勢已成為目前并行計算領(lǐng)域研究的熱點。機(jī)群系統(tǒng)的愈發(fā)成熟,硬件成本的降低、微處理器能力的高速提升以及以太網(wǎng)等局域網(wǎng)技術(shù)的成熟等因素,為用微機(jī)建立并行計算機(jī)群即Beowulf系統(tǒng)鋪平了道路。從最初Beowulf機(jī)群的定義到如今不同設(shè)計者給自己搭建的Beowulf下定義可以看出,Beowulf機(jī)群得到了蓬勃的發(fā)展。 并行計算模型是連接計算機(jī)軟件與硬件的一種橋梁,通過對各種并行計算機(jī)基本特征的抽象,形成抽象的計算模型,在此計算模型上分析、設(shè)計所求問題的算法,并通過有效地編譯高級語言用硬件實現(xiàn)算法。然而雖然并行計算模型很重要,但是至今仍沒有通用的并行計算模型。已經(jīng)提出了的并行計算模型都有不同的側(cè)重點,適用環(huán)境也不相同,對適用環(huán)境的異構(gòu)性、可擴(kuò)展性、消息通信等方面都有不同的側(cè)重。 在Beowulf機(jī)群環(huán)境下,對并行計算模型進(jìn)行研究有著重大的意義。本文分析了異構(gòu)計算系統(tǒng)、機(jī)群系統(tǒng)、Beowulf機(jī)群系統(tǒng)以及現(xiàn)存的并行計算模型,重點介紹了HBSP并行計算模型。通過對傳統(tǒng)的HBSP系統(tǒng)、HBSP系統(tǒng)超步執(zhí)行過程和通信開銷過程的學(xué)習(xí),搭建了異構(gòu)Beowulf機(jī)群系統(tǒng),該系統(tǒng)以節(jié)點處理能力的不同體現(xiàn)系統(tǒng)的異構(gòu)性,節(jié)點的cpu及內(nèi)存容量均不同。重新定義了基于異構(gòu)Beowulf機(jī)群的HBSP系統(tǒng)及其性能參數(shù),并將MPI引入HBSP模型,對異構(gòu)Beowulf機(jī)群環(huán)境下HBSP通信因素和局部計算內(nèi)容進(jìn)行分析,給出了一個超步的執(zhí)行計算時間和通信開銷時間。分析計算π值的并行算法,在基于本文異構(gòu)Beowulf機(jī)群的HBSP系統(tǒng)下,通過MPI并行軟件的支撐、采用C++編程語言模擬計算π的實驗,對理論值與實際測量值做比較,并得出結(jié)論:修改后的HBSP并行計算模型在一定程度上適用于本文搭建的MPI支撐的異構(gòu)Beowulf機(jī)群環(huán)境。 同時,本文對可擴(kuò)展模型進(jìn)行了探索,分析了傳統(tǒng)的等并行開銷計算比可擴(kuò)展模型。根據(jù)本文的實驗環(huán)境,對傳統(tǒng)的等并行開銷計算比可擴(kuò)展模型做出修改,得到適用于異構(gòu)Beowulf機(jī)群的可擴(kuò)展函數(shù)。通過實驗驗證了修改后的等并行開銷計算比可擴(kuò)展模型在異構(gòu)Beowulf機(jī)群環(huán)境下的良好適用性。
【學(xué)位授予單位】：曲阜師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：TP338.6

【參考文獻(xiàn)】

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1 黃偉民,陸鑫達(dá),曾國蓀;異構(gòu)BSP模型及其通信協(xié)議[J];電子學(xué)報;2000年08期

2 遲利華,劉杰,李曉梅,胡慶豐;并行算法與并行機(jī)相結(jié)合的可擴(kuò)展性[J];計算機(jī)研究與發(fā)展;1999年01期

3 任曉明,楊大鑒,劉國權(quán);網(wǎng)絡(luò)并行計算系統(tǒng)模型[J];計算機(jī)工程與應(yīng)用;2001年15期

4 王慶先;孫世新;尚明生;劉宴兵;;并行計算模型研究[J];計算機(jī)科學(xué);2004年09期

5 黃偉民,陸鑫達(dá),鐘嶸;更實際的異構(gòu)并行計算模型[J];計算機(jī)工程;1999年09期

6 祝永志;王國仁;;Beowulf并行計算系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[J];計算機(jī)工程;2006年11期

7 葉劍;李錦濤;蔣發(fā)群;蘇曉麗;朱珍民;;異構(gòu)應(yīng)用資源共享系統(tǒng)的研究與設(shè)計[J];計算機(jī)工程;2007年24期

8 王與力,楊曉東;一種更有效的并行系統(tǒng)可擴(kuò)展性模型[J];計算機(jī)學(xué)報;2001年01期

9 陳軍,李曉梅;近優(yōu)可擴(kuò)展性:一種實用的可擴(kuò)展性度量[J];計算機(jī)學(xué)報;2001年02期

10 計永昶,丁衛(wèi)群,陳國良,安虹;一種實用的并行計算模型[J];計算機(jī)學(xué)報;2001年04期

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本文編號：2604301