并行計(jì)算是計(jì)算機(jī)研究領(lǐng)域中的熱點(diǎn)問(wèn)題之一,各國(guó)爭(zhēng)相投入巨資開發(fā)運(yùn)算速度更快的高性能計(jì)算系統(tǒng),本文就機(jī)群中單個(gè)節(jié)點(diǎn)的并行計(jì)算能力進(jìn)行研究,完成的主要研究工作如下： （1）研究64位微處理的特點(diǎn)和SIMD指令的使用,詳細(xì)介紹了64位開發(fā)環(huán)境的搭建步驟及方法,簡(jiǎn)單介紹了SIMD指令的使用并通過(guò)一個(gè)圖像處理程序定量的對(duì)使用SIMD指令后產(chǎn)生的加速效果進(jìn)行了分析。 （2）通過(guò)對(duì)各種并行硬件平臺(tái)分析研究,采用操作系統(tǒng)提供的多線程編程方法,以解稠密線性方程組的高斯消元法為例,分析了按行分塊和按列分塊兩種實(shí)現(xiàn)靜態(tài)負(fù)載均衡分塊方法的優(yōu)劣。然后以按行分塊為例,提出了各種同步解決方法并對(duì)提出的同步方法在多核并行平臺(tái)、超線程并行平臺(tái)、多處理器并行平臺(tái)下分別進(jìn)行測(cè)試,比較它們?cè)诟鞣N并行平臺(tái)下的表現(xiàn),進(jìn)而提出通過(guò)進(jìn)一步細(xì)分塊來(lái)減少同步,提高并行度的方法。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析總結(jié),提出開發(fā)多線程并行程序的一般步驟方法。通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了對(duì)于多處理器結(jié)構(gòu)適合采用按行連續(xù)分塊,而對(duì)多核以及超線程并行適合采用按行交叉分塊。 

【文章頁(yè)數(shù)】：58 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 并行算法研究
        1.2.2 機(jī)群的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 基于機(jī)群的并行算法實(shí)現(xiàn)研究
    1.3 論文的主要工作及內(nèi)容安排
        1.3.1 主要工作
        1.3.2 章節(jié)安排
2 并行計(jì)算
    2.1 并行計(jì)算基本概念
    2.2 并行程序性能評(píng)價(jià)方法
        2.2.1 并行程序執(zhí)行時(shí)間
        2.2.2 加速系數(shù)
        2.2.3 效率
    2.3 基于多核并行程序優(yōu)化原理
3 高性能并行平臺(tái)研究
    3.1 SIMD指令研究
        3.1.1 SIMD指令特點(diǎn)研究
        3.1.2 SIMD使用環(huán)境配置
        3.1.3 SIMD使用測(cè)試
    3.2 超線程技術(shù)
    3.3 多核處理器
    3.4 對(duì)稱多處理器
    3.5 GPU
4 并行計(jì)算研究
    4.1 并行計(jì)算實(shí)現(xiàn)方法
    4.2 多線程編程
        4.2.1 進(jìn)程和線程基本概念
        4.2.2 線程操作的基本函數(shù)
        4.2.3 線程間同步方法研究
    4.3 靜態(tài)負(fù)載均衡
    4.4 線程間同步策略研究
        4.4.1 邏輯讀優(yōu)先
        4.4.2 實(shí)時(shí)讀優(yōu)先
        4.4.3 實(shí)時(shí)寫優(yōu)先
        4.4.4 復(fù)制寫
        4.4.5 搶占
    4.5 執(zhí)行流程優(yōu)化
    4.6 并行粒度研究
5 并行計(jì)算實(shí)現(xiàn)與測(cè)試數(shù)據(jù)分析
    5.1 多核并行測(cè)試
        5.1.1 分塊方法測(cè)試
        5.1.2 邏輯讀優(yōu)先與實(shí)時(shí)讀優(yōu)先測(cè)試
        5.1.3 實(shí)時(shí)讀優(yōu)先與寫優(yōu)先測(cè)試
        5.1.4 實(shí)時(shí)寫優(yōu)先與寫復(fù)制測(cè)試
        5.1.5 執(zhí)行流程優(yōu)化測(cè)試
        5.1.6 細(xì)分快避免沖突策略測(cè)試
        5.1.7 小結(jié)
    5.2 多處理器并行測(cè)試
    5.3 數(shù)據(jù)連續(xù)與交叉分塊影響研究
    5.4 超線程并行測(cè)試
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于MPI與OpenMP混合并行計(jì)算技術(shù)的研究[J]. 李蘇平,劉羽,劉彥宇.  軟件導(dǎo)刊. 2010(03)
[2]TBB多核編程及其混合編程模型的研究[J]. 胡斌,袁道華.  計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展. 2009(02)
[3]走進(jìn)多核時(shí)代[J]. 李曉明,王韜,劉東,杜江凌.  計(jì)算機(jī)科學(xué)與探索. 2008(06)
[4]多核處理器大規(guī)模并行系統(tǒng)中的任務(wù)分配問(wèn)題及算法[J]. 劉軼,張昕,李鶴,錢德沛.  小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng). 2008(05)
[5]基于多核集群系統(tǒng)的并行編程模型的研究[J]. 胡晨駿,王曉蔚.  計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展. 2008(04)
[6]PC集群環(huán)境下大規(guī)模矩陣乘法算法的研究[J]. 夏麗華,張麗曉.  計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì). 2007(19)
[7]64位環(huán)境SIMD性能優(yōu)化技術(shù)研究[J]. 李璞,孫亞輝.  計(jì)算機(jī)與信息技術(shù). 2007(04)
[8]64位環(huán)境SIMD性能優(yōu)化技術(shù)研究[J]. 李璞,孫亞輝.  計(jì)算機(jī)與信息技術(shù). 2007 (04)
[9]改進(jìn)的并行高斯全主元消去法[J]. 孫濟(jì)洲,樊莉亞,孫敏,于策,張紹敏.  天津大學(xué)學(xué)報(bào). 2006(09)
[10]SIMD技術(shù)在數(shù)字圖像處理中的應(yīng)用研究（英文）[J]. 辛明瑞,高德遠(yuǎn),佟鳳輝.  微電子學(xué)與計(jì)算機(jī). 2004(11)

博士論文
[1]SMP機(jī)群上的并行代碼優(yōu)化技術(shù)[D]. 陳莉.中國(guó)科學(xué)院研究生院（計(jì)算技術(shù)研究所） 2002



本文編號(hào)：3682765