【摘要】： 在多核CPU面世的這幾年里,多核處理器得到了迅速的發(fā)展,從2005年的雙核到現(xiàn)在的八十核,多核的出現(xiàn)促進(jìn)了計(jì)算機(jī)硬件的高速發(fā)展,但真正要發(fā)揮多核的優(yōu)勢(shì),還必須需要軟件的支持才行,尤其是基于多核應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)技術(shù)。 但現(xiàn)在與多核環(huán)境相適應(yīng)的應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)的研究相對(duì)多核硬件還比較滯后,尤其是現(xiàn)在絕大部分的軟件程序都是基于單核單線程或單核多線程開(kāi)發(fā)的,導(dǎo)致性能在多核環(huán)境下得不到應(yīng)有的提高,甚至出現(xiàn)性能下降的情況。所以如何設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)基于多核的軟件應(yīng)用程序,以充分發(fā)揮多核的計(jì)算優(yōu)勢(shì)來(lái)提升系統(tǒng)的性能,成為現(xiàn)階段軟件開(kāi)發(fā)面臨的主要問(wèn)題。 本文基于一個(gè)已有的軟件程序(基于文本挖掘的分詞處理程序CWP)為載體進(jìn)行研究。首先,針對(duì)程序CWP中存在的運(yùn)算量大、運(yùn)行速度慢等問(wèn)題,分析CWP的整體框架結(jié)構(gòu),并借助專業(yè)的性能測(cè)試工具得出程序CWP中的熱點(diǎn)區(qū)域,然后對(duì)這些熱點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行數(shù)據(jù)無(wú)關(guān)性分析,總結(jié)出具體可利用多線程進(jìn)行并行優(yōu)化的部分。 其次,針對(duì)具體要優(yōu)化的區(qū)域和多核編程中的關(guān)鍵技術(shù),設(shè)計(jì)程序CWP的優(yōu)化策略。對(duì)于可并行化的部分,本文主要采用多核多線程開(kāi)發(fā)工具OPenMP中的編譯指導(dǎo)指令#pragma omp來(lái)實(shí)現(xiàn),并對(duì)實(shí)現(xiàn)和調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)的線程同步問(wèn)題,負(fù)載均衡問(wèn)題進(jìn)行合理地解決。 最后,對(duì)并行化后的CWP程序分別在雙核和四核的環(huán)境下進(jìn)行測(cè)試,實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明,該優(yōu)化使得程序運(yùn)算的速度和整體性能都得到了很大的提高。 本文在多核平臺(tái)下結(jié)合并行程序設(shè)計(jì)理論,成功地對(duì)CWP進(jìn)行了多線程并行優(yōu)化,既節(jié)約了公司重新開(kāi)發(fā)的成本,又有效地提升了系統(tǒng)的性能。驗(yàn)證了多核、平臺(tái)和并行程序設(shè)計(jì)理論結(jié)合開(kāi)發(fā)的優(yōu)越性,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和使用價(jià)值,達(dá)到了研究目的。
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：TP332
【圖文】：

個(gè)PowerPC核心與8個(gè)協(xié)處理器構(gòu)成的Cell微處理器已經(jīng)正式PS3主機(jī)、醫(yī)學(xué)影像處理、3D計(jì)算機(jī)繪圖、影音多媒體等領(lǐng)域。在多核處理器的研制上，處于比較落后的狀況，其中中科院計(jì)算多核處理器。浪潮、華碩、聯(lián)想使用國(guó)外的核心，做出了自己的

圖1一2關(guān)于多核方面的課程設(shè)計(jì)在Intel的支持下，清華大學(xué)、北京大學(xué)、上海交通大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)和也已成立了英特爾多核技術(shù)實(shí)驗(yàn)室。在中國(guó)大學(xué)里可以直接體驗(yàn)英特核核心技術(shù)，為更多的多核研究者提供了技術(shù)和平臺(tái)〔，目前，國(guó)內(nèi)基于多核的研究領(lǐng)域主要集中在圖形圖像的處理，科學(xué)計(jì)包括在多核平臺(tái)上的一些軟件優(yōu)化，并行模型和應(yīng)用開(kāi)發(fā)的研究。例《多核并行計(jì)算在視頻服務(wù)中的研究及應(yīng)用》是關(guān)于視頻壓縮方面的析MPEG一4標(biāo)準(zhǔn)中的壓縮算法存在的并行性，進(jìn)行優(yōu)化，達(dá)到提高壓縮�！痘诙嗪薱Pu的并行體繪制算法應(yīng)用研究》淤〕研究的是體繪制技術(shù)的并行機(jī)制并探討其在多核CPU環(huán)境下的應(yīng)用;并對(duì)圖像空間進(jìn)行任略，在雙核微機(jī)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)基于OPenMp的并行光線投射算法，具有一用價(jià)值和一定的擴(kuò)展適用性。

西安建筑科技大學(xué)碩士論文圖2一8任務(wù)級(jí)并行模式(二)數(shù)據(jù)并行模式。除了可以將程序任務(wù)進(jìn)行并行化之外，對(duì)于一些海量數(shù)據(jù)的處理分析，我們還可以將數(shù)據(jù)分成幾個(gè)可并行操作的小數(shù)據(jù)集，然后分別在各個(gè)核上實(shí)現(xiàn)并行處理，最后將結(jié)果整合起來(lái)作為整體數(shù)據(jù)集的處理分析結(jié)果，這種方式稱為數(shù)據(jù)并行化。如圖2一9(a)所示，一個(gè)大的數(shù)據(jù)集僅僅在一個(gè)核上進(jìn)行處理和運(yùn)算，當(dāng)核1在處理數(shù)據(jù)時(shí)，其它的三個(gè)CPU核都處在閑置狀態(tài)，整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效率很低。數(shù)據(jù)塊云云汾吸份翰路路 洲洲娥瞬然琳 琳 碑碑扮弟i概釋 釋釋釋釋釋釋釋模模模模模模模模模模塊處理理珊珊耕攀 攀攀攀攀攀攀攀汾汾么防路份 份 閣閣防以防晰 晰 沼沼以防減稱 稱 輸出結(jié)果襄豪蕊蕊圖2一9(a)數(shù)據(jù)級(jí)并行模式根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行分解，保證分塊數(shù)據(jù)間沒(méi)有相關(guān)性，這樣各數(shù)據(jù)塊可被獨(dú)立處理。通常各數(shù)據(jù)塊一般執(zhí)行相同操作

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 張建強(qiáng);基于任務(wù)并行策略的多核程序優(yōu)化研究[D];遼寧師范大學(xué);2011年

2 劉張橋;多分辨率圖像錐結(jié)合FCM的多核并行圖像分割算法研究[D];重慶大學(xué);2011年

3 劉明生;多核并行編程技術(shù)在加速數(shù)字圖像處理中的應(yīng)用[D];西安建筑科技大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2790610