計(jì)算機(jī)硬件成本的不斷降低、微處理器處理能力的快速提升和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展,為用普通微機(jī)建立并行計(jì)算系統(tǒng)提供了條件。通常這類并行計(jì)算系統(tǒng)都具有異構(gòu)性,而且異構(gòu)并行計(jì)算系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于科學(xué)領(lǐng)域和商業(yè)領(lǐng)域,對(duì)異構(gòu)計(jì)算系統(tǒng)的研究也成為近年來的研究重點(diǎn)。因此研究異構(gòu)并行環(huán)境下的并行計(jì)算模型和任務(wù)調(diào)度有著重要的意義。 本文介紹了并行計(jì)算的概念和并行計(jì)算系統(tǒng)的分類,重點(diǎn)論述了異構(gòu)并行計(jì)算系統(tǒng),并詳細(xì)闡述已經(jīng)提出的并行計(jì)算模型。并行計(jì)算模型在并行計(jì)算系統(tǒng)硬件與軟件之間起著橋梁作用,對(duì)各種并行計(jì)算系統(tǒng)的特征進(jìn)行抽象,得到并行計(jì)算模型。對(duì)于一個(gè)并行應(yīng)用問題,在并行計(jì)算模型上設(shè)計(jì)和分析算法,高級(jí)語言被有效編譯,并通過硬件來實(shí)現(xiàn)算法。然而并行計(jì)算發(fā)展到今天,還沒有個(gè)一個(gè)通用的計(jì)算模型,已經(jīng)提出的并行計(jì)算模型或者過于抽象簡(jiǎn)單或者只適用于專門的環(huán)境。通過對(duì)現(xiàn)有的模型進(jìn)行研究,本文提出了非獨(dú)占異構(gòu)的異步并行計(jì)算模型—NHA-BSP模型。通過理論分析可知,NHA-BSP模型更加準(zhǔn)確的描述系統(tǒng)的性能參數(shù),詳細(xì)刻畫系統(tǒng)非獨(dú)占性,異構(gòu)性對(duì)并行算法執(zhí)行效率的影響,允許程序異步執(zhí)行,提高系統(tǒng)的吞吐量,改進(jìn)并行程序的執(zhí)行效率。最后通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該模型的可用性,并給出了程序優(yōu)化的方法。 異構(gòu)并行計(jì)算系統(tǒng)包含多個(gè)異構(gòu)處理器,處理器之間通過不同的通信鏈路相連。并行任務(wù)調(diào)度算法對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的計(jì)算效率起著重要作用。因此,優(yōu)化任務(wù)調(diào)度策略是本文的另一研究?jī)?nèi)容。本文詳細(xì)闡述了異構(gòu)環(huán)境下任務(wù)調(diào)度的相關(guān)內(nèi)容,包括異構(gòu)計(jì)算的四個(gè)步驟以及任務(wù)調(diào)度的分類,重點(diǎn)研究了靜態(tài)任務(wù)調(diào)度中的啟發(fā)式調(diào)度策略。對(duì)異構(gòu)并行計(jì)算環(huán)境下基于關(guān)鍵路徑任務(wù)調(diào)度算法CPOP算法做出改進(jìn),在此基礎(chǔ)上提出了一個(gè)異構(gòu)并行環(huán)境下基于復(fù)制的任務(wù)調(diào)度算法。通過實(shí)例分析和仿真實(shí)驗(yàn)證明,在具有相同時(shí)間復(fù)雜度的前提下,此算法取得比CPOP算法更高的效率,體現(xiàn)算法的優(yōu)越性。
【學(xué)位單位】：曲阜師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2010
【中圖分類】：TP338.6

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2812352