約50年的并行計算歷程中,從處理機內(nèi)部指令集并行到集群尺度上的并行,都在現(xiàn)有計算能力的基礎(chǔ)上,極大的開發(fā)了計算的潛能。隨著線程應(yīng)用日益廣泛,體系結(jié)構(gòu)、編譯技術(shù)、編程模型、線程庫等層面都在朝向更高并行度、更細并行粒度方向發(fā)展。同時,對網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)類海量并發(fā)細粒度應(yīng)用而言,利用傳統(tǒng)線程不能如期獲得SMP上的加速,而隨著CMP和SMT的進展,線程開銷的優(yōu)化更是提上了日程。為此,本文圍繞優(yōu)于傳統(tǒng)Posix線程的合適的調(diào)度粒度和相應(yīng)高效低開銷的調(diào)度切換技術(shù)展開討論,以提高細粒度并行下資源的有效利用率。主要工作如下:基于pthread線程全面分析與開銷測試,實驗定量分析出pthread線程微秒級開銷下同步粒度與多處理機上性能加速的關(guān)系:在相當(dāng)于線程切換開銷十倍量級的同步粒度下,執(zhí)行流在多處理機上很難獲得有效的性能提高,進而指出細粒度并行性能一定程度上受制于線程自身開銷的問題。針對細粒度并行線程開銷敏感問題,提出了資源自封閉體和主動調(diào)度機制,設(shè)計并開發(fā)了獨立于操作系統(tǒng)的高效低開銷調(diào)度模塊。該調(diào)度模塊兼顧核心級線程真正并行、用戶級線程開銷小的優(yōu)點,可根據(jù)應(yīng)用特征進行用戶級調(diào)度,有效地減少了調(diào)度和切換開... 

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所)北京市

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘 要
Abstract
第一章 引言
    1.1 基于SMP 的并行研究現(xiàn)狀
        1.1.1 內(nèi)核并行運行多進程、多線程存在的問題
        1.1.2 對上述問題已有的解決思路及方法
    1.2 國際前沿細粒度并行處理技術(shù)跟蹤
    1.3 細粒度并行研究的意義
    1.4 本文的貢獻
    1.5 論文的組織
第二章 線程分析與測試
    2.1 線程的由來
    2.2 線程的優(yōu)勢與缺陷
    2.3 線程流程分析
    2.4 線程開銷測試
    2.5 本章小結(jié)
第三章 并行模擬器上的線程輕化研究
    3.1 并行模擬器概述
    3.2 問題分析及解決嘗試
        3.2.1 問題分析
        3.2.2 相應(yīng)的優(yōu)化嘗試
    3.3 輕線程調(diào)度框架
    3.4 改進測試與評估
    3.5 本章小結(jié)
第四章 線程輕化在服務(wù)器訪問模型上的擴展研究
    4.1 Web 服務(wù)器概述
        4.1.1 Web 服務(wù)器簡介
        4.1.2 Web 服務(wù)器的工作原理
        4.1.3 Web 測試工具及性能指標
        4.1.4 Web 服務(wù)器現(xiàn)狀與主要問題
    4.2 Web 服務(wù)器訪問模型介紹
        4.2.1 SpecWe699 概覽
        4.2.2 Web 服務(wù)器模型介紹
    4.3 輕線程調(diào)度框架的應(yīng)用
    4.4 測試評估
    4.5 本章小結(jié)
第五章 高性能應(yīng)用線程輕化研究
    5.1 線程輕化不適合HPL
        5.1.1 HPL 簡介
        5.1.2 HPL 主要流程
        5.1.3 HPL 仿真模型及驗證
        5.1.4 各部分開銷參照
    5.2 以NPB 為例的其他高性能應(yīng)用分析
    5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 線程輕化小結(jié)
    6.2 本文工作總結(jié)
    6.3 問題與下一步研究工作
附錄A Linux 進程簡介
    A.1 Linux 進程狀態(tài)說明
fork 具體流程及源碼分析">    A.2 do_fork 具體流程及源碼分析
    A.3 schedule 具體流程及源碼分析
附錄B Pthread 簡介
附錄C 精確計時程序
參考文獻
致謝
作者簡歷


【參考文獻】：
期刊論文
[1]國產(chǎn)萬億次機群系統(tǒng)NPB性能測試分析[J]. 袁偉,張云泉,孫家昶,李玉成.  計算機研究與發(fā)展. 2005(06)
[2]曙光一號操作系統(tǒng)SNIX對并行處理的支持[J]. 樊建平.  計算機學(xué)報. 1994(12)



本文編號：2948704