發(fā)布時(shí)間：2021-07-06 13:00

　　長期以來,大規(guī)模計(jì)算的應(yīng)用需求推動(dòng)并行計(jì)算技術(shù)不斷發(fā)展,并行計(jì)算機(jī)的峰值計(jì)算能力穩(wěn)步提高。當(dāng)前,基于共享存儲(chǔ)的片上多核處理器搭建集群系統(tǒng),成為并行體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢,并行計(jì)算已經(jīng)進(jìn)入了千萬億次并行計(jì)算機(jī)的時(shí)代。但是,并行計(jì)算機(jī)的實(shí)際應(yīng)用水平不高,應(yīng)用程序?qū)崪y性能遠(yuǎn)低于系統(tǒng)的峰值性能。因此,充分發(fā)揮并行計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力,加速應(yīng)用程序的執(zhí)行速度,逐漸成為并行計(jì)算領(lǐng)域中亟需解決的一個(gè)關(guān)鍵問題。未來,共享存儲(chǔ)系統(tǒng)是搭建大規(guī)模并行處理系統(tǒng)的基本單元。圍繞提高并行計(jì)算機(jī)的實(shí)際應(yīng)用效率,縮小實(shí)際應(yīng)用性能與機(jī)器峰值性能之間的差異,本文以共享存儲(chǔ)系統(tǒng)為目標(biāo)平臺(tái),研究并行計(jì)算模型以及程序性能優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù),主要研究工作分為兩部分：一是研究分層的并行計(jì)算模型,為并行算法設(shè)計(jì)和并行程序執(zhí)行提供理論基礎(chǔ)和分析方法,其中重點(diǎn)研究片上多核系統(tǒng)的程序執(zhí)行模型；二是研究共享存儲(chǔ)系統(tǒng)上的程序性能優(yōu)化技術(shù),以提高并行應(yīng)用程序的實(shí)際性能,同時(shí)為程序執(zhí)行模型提供思路和借鑒。本文針對計(jì)算模型和優(yōu)化技術(shù)的研究,可以有效地提高并行應(yīng)用的性能,充分發(fā)揮并行計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力,具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值和廣泛的應(yīng)用前景。具體而言,本文的主要研究成果... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：133 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

BSP模型中超級(jí)步的計(jì)算過程示意圖

共享內(nèi)存系統(tǒng)的ch一shmem。出于兼容性、通用如不同機(jī)器可以使用的共享內(nèi)存大小不同，M沒有針對共享存儲(chǔ)做深入優(yōu)化，導(dǎo)致MPI通信高。ch_shmem實(shí)現(xiàn)中，每個(gè)進(jìn)程有一個(gè)獨(dú)立消息，隊(duì)列的大小為當(dāng)前通信域中進(jìn)程的個(gè)數(shù)進(jìn)程之間的消息傳遞通過讀寫該通信隊(duì)列來訪問該共享隊(duì)列的不同部分，即多個(gè)進(jìn)程可列所有者發(fā)送消息)，只有一個(gè)進(jìn)程可以讀共發(fā)送者之間使用鎖來實(shí)現(xiàn)對共享隊(duì)列的互斥讀制數(shù)據(jù)到共享隊(duì)列的尾部，然后消息接收者從地址空間。通常需要鎖來保證對系統(tǒng)共享緩程同時(shí)向共享隊(duì)列追加數(shù)據(jù)或者接收進(jìn)程在讀消息，保證對共享隊(duì)列寫的時(shí)候沒有其他銷比較大。

上一節(jié)討論的MPI消息傳遞實(shí)現(xiàn)中，兩次的數(shù)據(jù)復(fù)制是不必要的，如果消息發(fā)送者需要保存發(fā)送的數(shù)據(jù)僅一次的數(shù)據(jù)復(fù)制就可以了，甚至某些情況下不需要數(shù)據(jù)復(fù)制，如圖3.2所示。當(dāng)進(jìn)程間有數(shù)據(jù)要傳遞時(shí)，預(yù)先使用進(jìn)程間同步機(jī)制申請一塊共享內(nèi)存，需要傳遞的數(shù)據(jù)直接存放在這塊內(nèi)存中，其他進(jìn)程都可以訪問該共享內(nèi)存塊，可以讀取其中的數(shù)據(jù)或者復(fù)制到自己的地址空間中。當(dāng)所有的進(jìn)程共享同一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，不同進(jìn)程寫該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的不同部分，計(jì)算時(shí)會(huì)用到其他進(jìn)程之前寫入的數(shù)據(jù)，這時(shí)不需要進(jìn)行數(shù)據(jù)復(fù)制，在一個(gè)進(jìn)程寫43

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]NHBL并行計(jì)算模型的擴(kuò)展及其性能驗(yàn)證[D]. 許入文.北京交通大學(xué) 2008
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本文編號(hào)：3268289