發(fā)布時間：2017-04-09 21:00

  本文關(guān)鍵詞：并行連接算法優(yōu)化研究及實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著集成電路和計算機體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展,出現(xiàn)了多核/眾核處理器微處理器體系機構(gòu),Intel基于X86架構(gòu)的新一代協(xié)處理器MIC是其中的代表,在核心數(shù)和內(nèi)存帶寬相對于CPU有明顯的優(yōu)勢,并可以實現(xiàn)SIMD執(zhí)行,在高性能計算方面展現(xiàn)了卓越的性能。表連接是數(shù)據(jù)庫的基本操作,是提高查詢效率的突破點之一。連接算法的并行化優(yōu)化,一直是并行數(shù)據(jù)庫中研究熱點。本文通過充分發(fā)掘MIC并行計算能力,結(jié)合MIC中的向量處理單元(VPU)實現(xiàn)向量化,利用多核CPU+MIC同構(gòu)異步模型,改進原有的并行連接算法,加速數(shù)據(jù)庫的中連接操作。本文在分析了嵌套循環(huán)連接、排序歸并連接及哈希連接等三種常用連接算法基本思想方法和現(xiàn)有并行優(yōu)化策略基礎(chǔ)上,首先結(jié)合多核CPU和MIC的特點,提出了各個算法的對應(yīng)并行化方法,充分發(fā)揮MIC支持超過200個線程的性能優(yōu)勢,然后利用MIC的向量處理單元,實現(xiàn)各個算法的數(shù)據(jù)級并行,進一步加速,提升算法性能,最后充分發(fā)揮CPU和MIC的計算能力,利用MIC提供的協(xié)同處理異步計算模型,進行相應(yīng)的任務(wù)劃分,實現(xiàn)CPU和MIC協(xié)同并行連接的方案。在本論文的實驗結(jié)果與分析部分,分別列出了三種連接方式在CPU和MIC上實現(xiàn)的測試實驗數(shù)據(jù),通過橫向和縱向比較,說明了利用MIC可以有效提高并行連接算法的性能,而結(jié)合兩者的計算能力的異步計算模型可以實現(xiàn)最佳性能,三種算法相對串行執(zhí)行最大加速比分別達到52、18、和35倍。
【關(guān)鍵詞】：多核處理器 MIC 連接操作 并行優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP332
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-14
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 研究目的和意義11
• 1.3 文本主要工作11-12
• 1.4 本文組織12-13
• 1.5 本章小結(jié)13-14
• 第二章 相關(guān)知識14-28
• 2.1 MIC特性綜述14-20
• 2.1.1 MIC硬件特性14-15
• 2.1.2 MIC軟件模型15-16
• 2.1.3 向量處理單元與指令集16-17
• 2.1.4 MIC內(nèi)存管理與數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)化17-19
• 2.1.5 MIC優(yōu)化方法19-20
• 2.2 連接算法定義和概述20-25
• 2.2.1 連接算法優(yōu)化21-22
• 2.2.2 嵌套循環(huán)連接22-23
• 2.2.3 排序歸并連接23-24
• 2.2.4 哈希連接24-25
• 2.3 哈希分區(qū)25-26
• 2.4 MIC上的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)26-27
• 2.5 本章小結(jié)27-28
• 第三章 嵌套循環(huán)連接算法優(yōu)化28-36
• 3.1 CPU并行嵌套循環(huán)連接28-29
• 3.2 基于分區(qū)的并行嵌套循環(huán)連接29-31
• 3.3 基于MIC及向量化優(yōu)化的嵌套循環(huán)連接31-33
• 3.4 CPU+MC異步的嵌套循環(huán)連接33-35
• 3.5 本章小結(jié)35-36
• 第四章 排序歸并連接算法優(yōu)化36-45
• 4.1 CPU并行排序歸并連接36-39
• 4.2 基于分區(qū)的并行排序歸并連接39-40
• 4.3 基于MIC和向量化優(yōu)化的排序歸并連接40-43
• 4.4 CPU+MIC異步的排序歸并連接43-44
• 4.5 本章小結(jié)44-45
• 第五章 哈希連接算法優(yōu)化45-64
• 5.1 引言45
• 5.2 CPU并行哈希連接45-51
• 5.2.1 無分區(qū)并行哈希連接45-46
• 5.2.2 分區(qū)并行哈希連接46-47
• 5.2.3 Radix-Cluster分區(qū)并行哈希連接47-51
• 5.3 基于MIC和向量化優(yōu)化的哈希連接51-61
• 5.3.1 無分區(qū)并行哈希連接向量化實現(xiàn)51-53
• 5.3.2 并行分區(qū)并行哈希連接向量化實現(xiàn)（一）53-57
• 5.3.3 并行分區(qū)并行哈希連接向量化實現(xiàn)（二）57-61
• 5.4 CPU+MC異步哈希連接61-62
• 5.5 本章小結(jié)62-64
• 第六章 實驗與分析64-80
• 6.1 測試平臺64-65
• 6.2 測試數(shù)據(jù)65-66
• 6.3 實驗結(jié)果與分析66-79
• 6.3.1 MIC空間分配與數(shù)據(jù)傳輸66-67
• 6.3.2 嵌套循環(huán)連接實驗67-72
• 6.3.3 排序歸并連接實驗72-75
• 6.3.4 哈希連接實驗75-79
• 6.4 本章小結(jié)79-80
• 總結(jié)與展望80-82
• 參考文獻82-85
• 附錄 185-86
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果86-87
• 致謝87-88
• 附件88

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 鄧亞丹;景寧;熊偉;;多核處理器中基于Radix-Join的嵌套循環(huán)連接優(yōu)化[J];計算機研究與發(fā)展;2010年06期

2 葉常春,楊利,楊樹強;基于工作站機群結(jié)構(gòu)的并行數(shù)據(jù)庫連接算法的實現(xiàn)[J];計算機工程與科學(xué);2000年05期

3 孫文雋,李建中;排序合并Join算法的新結(jié)果[J];軟件學(xué)報;1999年03期

  本文關(guān)鍵詞：并行連接算法優(yōu)化研究及實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：296070