傳統(tǒng)的并行計算任務(wù)往往由大型的并行計算機(jī)來完成,因而并行機(jī)的研究也就成為并行計算的主要研究方向。隨著經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展,生物醫(yī)學(xué)、天氣預(yù)報、高能物理等領(lǐng)域的計算任務(wù)越來越多,其特點是計算數(shù)據(jù)多、算法復(fù)雜、計算規(guī)模大、難度高。因此,計算機(jī)的可靠性和可用性變得越來越重要。盡管單臺計算機(jī)的性能和可靠性越來越好,但是單臺計算機(jī)難以完成某些現(xiàn)實要求。為此,人們想到用普通的PC機(jī)通過某種方式連接起來,形成一個高性能系統(tǒng),這種系統(tǒng)叫做機(jī)群。機(jī)群不僅價格低廉,而且使用方便,對軟件、硬件設(shè)備要求非常低,是替代昂貴的超級計算機(jī)的最好選擇。機(jī)群技術(shù)就是將多臺計算機(jī)組織起來協(xié)同工作,模擬一臺功能更強(qiáng)大的計算機(jī)的技術(shù),該技術(shù)能夠提高系統(tǒng)可用性和可靠性。差分進(jìn)化算法是Storn R和Price K于1995年提出的,是一種簡單而有效的新興計算技術(shù),但是從2000年開始才被各國的專家學(xué)者重視研究,并且已取得一些成果。算法簡單、收斂速度快,穩(wěn)定性高以及適合解決復(fù)雜的優(yōu)化問題是其主要特點。但是算法也存在著許多待改進(jìn)的地方,無論是理論上還是實踐方面,差分進(jìn)化算法目前來說都不是成熟的算法,所以很有必要研究,從而擴(kuò)大算法的應(yīng)用... 

【文章來源】：曲阜師范大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：45 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

sIMD計算機(jī)操作模型

座座習(xí)…………11Pr。一‘ }}}}}!Pr。二‘… … ……Pr。二‘……lll巫二」…lll{M一1… lllllllIM一‘ lllllllllllll{…M一‘ llll1 MMMMMem.1111111MCm.lllllllllMem.111111111111111Mem.11111互互聯(lián)網(wǎng)絡(luò) 絡(luò) 圖3一 1sIMD計算機(jī)操作模型(3)多指令單數(shù)據(jù)流(MlsD)計算機(jī)這種計算機(jī)被證明是不實際的，至今沒出現(xiàn)。(4)多指令多數(shù)據(jù)流(MIMD)計算機(jī)不同的處理器可同時對不同的數(shù)據(jù)執(zhí)行不同的指令，目前所有并行機(jī)均屬于這一類。其計算模型如下圖3一2所示。處處理機(jī)機(jī)機(jī)處理機(jī)機(jī)機(jī)處理機(jī)機(jī) 訪訪存互聯(lián)網(wǎng)絡(luò) 絡(luò) 處處理機(jī)機(jī) 機(jī)處理機(jī)機(jī)圖3一 2MIMD計算機(jī)操作模型按內(nèi)存訪問模型、微處理器和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的不同，當(dāng)前流行的并行機(jī)可分為對稱多處理共享存儲并行機(jī) (SMp:SynunetrieMulti一proeessing)、分布共享存儲并行機(jī)(DsM: DistributedSharedMemo叮)、機(jī)群(cluster)、星群(eonstellation)和大規(guī)模并行機(jī)(Mpp: MassivelyParallelproeessing)等五類。下面我們主要介紹常用的三類。(l)對稱多處理共享存儲并行機(jī)顧名思義，這種并行機(jī)的內(nèi)存模塊和處理器對稱地分布在互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的兩側(cè)。操作系統(tǒng)可以在任意的處理器上運行，不存在任何具有特權(quán)的處理器，每個處理器都是地位平等的。在共享存儲器中只有一個單一的操作系統(tǒng)，它能夠根據(jù)各個處理器的負(fù)載情況，動態(tài)地分配進(jìn)程，來保持各處理器之間的負(fù)載均衡。每個處理器都有與存儲器中數(shù)據(jù)一致的局部數(shù)據(jù)

多處理共享存儲并行機(jī)的可擴(kuò)展能力。DSM并行機(jī)具有單一的內(nèi)存地址空間、單一的操作系統(tǒng)映像、低通信延遲與高通信帶寬，并且可擴(kuò)展到數(shù)百個結(jié)點，能提供每秒數(shù)千億次的浮點運算性能，同時支持消息傳遞、共享存儲并行程序設(shè)計。其結(jié)構(gòu)圖如圖3一4所示:~一~~二二二立， PPPPPPPPP/CCCMMMBBBBBBBBBBBBB LLLLLLLLLMMM·· DIRRR NNNICCC.~~ PPP/CCC LLLMMM·· DIRRR NNNICCC一~--.--一~J~一~J 11.11.11L， .11111111L定制網(wǎng)絡(luò)圖3一4分布共享存儲并行機(jī)(3)大規(guī)模并行機(jī)系統(tǒng)大規(guī)模并行機(jī)系統(tǒng)是典型的分布存儲系統(tǒng)，由數(shù)百個乃至數(shù)千個計算結(jié)點和1/O結(jié)點組成，每個結(jié)點相對獨立，并擁有一個或多個微處理器。這些結(jié)點由局部高性能網(wǎng)卡(NIC)通過高性能互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)相互連接。MPP的各個結(jié)點均擁有不同的操作系統(tǒng)映像，全局內(nèi)存單元的硬件編址不是統(tǒng)一的，并且各個結(jié)點間的內(nèi)存模塊相互獨立。這種并行機(jī)僅支持消息傳遞或者高性能Fortran并行程序設(shè)計，不支持全局共享的OpenMP并行程序設(shè)計模式。其結(jié)構(gòu)圖如圖3一5所示:

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3463005