本文關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能參數(shù)及速度研究

  更多相關(guān)文章： 性能參數(shù) 速度 多核 并行算法 核貢獻(xiàn)率

【摘要】：速度是計(jì)算機(jī)最基本的性能參數(shù)，致力于提高計(jì)算機(jī)性能的所有方法都是為了加快運(yùn)算速度。多核系統(tǒng)為并行計(jì)算的研究及其實(shí)驗(yàn)提供了便利條件，已經(jīng)成為系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)中的主流。雙核、四核乃至眾核的集成促進(jìn)了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)性能的提升。然而，，不斷增加的計(jì)算核又帶來了新的問題：計(jì)算核數(shù)目的線性增加能否帶來性能的相應(yīng)提高。在多核環(huán)境下，計(jì)算核利用率是提升計(jì)算機(jī)性能的因素之一。如果能考慮到充分利用每個(gè)核，將極大加快運(yùn)算速度，提高系統(tǒng)性能。因此，充分挖掘每個(gè)核的潛力對(duì)并行計(jì)算的發(fā)展具有現(xiàn)實(shí)意義。鑒于此，本文對(duì)多年的TOP500（高性能計(jì)算機(jī)排名）的數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，并從參數(shù)入手，圍繞如何充分發(fā)揮每個(gè)核的作用、提高并行性進(jìn)行了研究。本文的主要工作如下： (1)總結(jié)了現(xiàn)有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)性能參數(shù)的選取和測(cè)試方法，分析了在多核系統(tǒng)環(huán)境下已有參數(shù)的片面性，定義并描述了反映核貢獻(xiàn)率的計(jì)算機(jī)性能參數(shù)。 (2)闡述了多核并行編程對(duì)于提高核貢獻(xiàn)率和計(jì)算機(jī)程序運(yùn)行速度的意義，分析了各種并行程序、并行算法的設(shè)計(jì)模式，在此基礎(chǔ)上提出了一種基于模式的多核并行程序開發(fā)方法，以模塊化的思想來進(jìn)行多核編程。 (3)針對(duì)蒙特卡洛概率方法設(shè)計(jì)了一種并行算法，將任務(wù)量分解成規(guī)模更小的子任務(wù)量，使得并行能夠充分進(jìn)行，對(duì)核貢獻(xiàn)率及性能提升效果進(jìn)行記錄與分析。 (4)對(duì)主題爬蟲算法進(jìn)行了研究，設(shè)計(jì)了一套適合多核并行運(yùn)行的算法。用流水線的思想將問題轉(zhuǎn)化成一個(gè)順序執(zhí)行的過程，分析可并行的部分，并用線程對(duì)應(yīng)處理等方法研究充分利用每個(gè)核來提升性能的可能。
【關(guān)鍵詞】：性能參數(shù) 速度 多核 并行算法 核貢獻(xiàn)率
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TP302.7
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-19
• 1.1 課題研究背景8-13
• 1.1.1 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能9-10
• 1.1.2 速度在性能評(píng)價(jià)中的地位10-11
• 1.1.3 TOP500 及其性能參數(shù)11-12
• 1.1.4 計(jì)算機(jī)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)與機(jī)遇12-13
• 1.2 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀13-17
• 1.2.1 多核的問世13-14
• 1.2.2 并行處理的層次拓展14-15
• 1.2.3 高性能計(jì)算機(jī)的發(fā)展15-17
• 1.3 本文的內(nèi)容及及意義17
• 1.4 本文章節(jié)的安排17-19
• 第二章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)性能參數(shù)的研究19-27
• 2.1 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)性能參數(shù)分析與選取19-20
• 2.1.1 性能參數(shù)及選取分析19-20
• 2.1.2 性能測(cè)試方法20
• 2.2 多核環(huán)境下描述性能的新參數(shù)20-23
• 2.2.1 多核性能評(píng)價(jià)及局限20-21
• 2.2.2 核貢獻(xiàn)率的定義及其標(biāo)準(zhǔn)21-23
• 2.2.3 核貢獻(xiàn)率參數(shù)的意義23
• 2.3 基于多核的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)23-26
• 2.3.1 存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)23-24
• 2.3.2 互連結(jié)構(gòu)24-25
• 2.3.3 提高核貢獻(xiàn)率的技術(shù)25-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第三章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)速度的研究27-37
• 3.1 提升計(jì)算機(jī)速度的方法研究27-28
• 3.1.1 提高速度的關(guān)鍵技術(shù)27-28
• 3.1.2 多核架構(gòu)對(duì)速度的影響28
• 3.2 多核并行程序設(shè)計(jì)28-31
• 3.2.1 基礎(chǔ)知識(shí)28-29
• 3.2.2 設(shè)計(jì)策略29-30
• 3.2.3 設(shè)計(jì)模式30-31
• 3.3 多核并行程序算法31-34
• 3.3.1 并行算法設(shè)計(jì)31-32
• 3.3.2 現(xiàn)有計(jì)算模式32-33
• 3.3.3 算法性能評(píng)價(jià)33-34
• 3.4 一種基于模式的多核并行程序開發(fā)方法34-36
• 3.4.1 開發(fā)基礎(chǔ)34-35
• 3.4.2 實(shí)現(xiàn)步驟35-36
• 3.5 本章小結(jié)36-37
• 第四章 多核并行蒙特卡洛求π實(shí)例37-46
• 4.1 蒙特卡洛算法37-38
• 4.1.1 蒙特卡洛算法概述37
• 4.1.2 蒙特卡洛算法思想37-38
• 4.2 多核并行蒙特卡洛求π算法38-42
• 4.2.1 問題描述38-39
• 4.2.2 串行蒙特卡洛算法39-40
• 4.2.3 并行蒙特卡洛算法40-42
• 4.3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證及結(jié)果分析42-45
• 4.3.1 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境42
• 4.3.2 OpenMP 并行計(jì)算環(huán)境42-43
• 4.3.3 結(jié)果與分析43-45
• 4.4 本章小結(jié)45-46
• 第五章 多核并行主題爬蟲設(shè)計(jì)實(shí)例46-54
• 5.1 主題爬蟲相關(guān)46-48
• 5.1.1 主題爬蟲概念46-47
• 5.1.2 關(guān)鍵模塊47-48
• 5.2 多核并行主題爬蟲算法設(shè)計(jì)48-50
• 5.2.1 單線程主題爬蟲流程48
• 5.2.2 多核多線程并行算法48-50
• 5.3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證及結(jié)果分析50-53
• 5.3.1 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境50
• 5.3.2 多核多線程并行環(huán)境50-51
• 5.3.3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與結(jié)果分析51-53
• 5.4 本章小結(jié)53-54
• 第六章 總結(jié)與展望54-56
• 6.1 工作總結(jié)54-55
• 6.2 工作展望55-56
• 參考文獻(xiàn)56-58
• 附錄 1 攻讀碩士學(xué)位期間撰寫的論文58-59
• 附錄 2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目59-60
• 致謝60

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 赫楓齡,左萬利;利用超鏈接信息改進(jìn)網(wǎng)頁爬行器的搜索策略[J];吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版);2005年01期

2 李麗;許居衍;;片上網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)淺析[J];電子產(chǎn)品世界;2009年01期

3 魏理豪;徐暉;;TPC-C基準(zhǔn)測(cè)試體系應(yīng)用研究[J];廣東電力;2007年09期

4 汪濤,樊孝忠;主題爬蟲的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用;2004年S1期

5 劉金紅;陸余良;;主題網(wǎng)絡(luò)爬蟲研究綜述[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究;2007年10期

6 謝向輝;胡蘇太;李宏亮;;多核處理器及其對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響[J];計(jì)算機(jī)科學(xué)與探索;2008年06期

7 遲學(xué)斌;趙毅;;高性能計(jì)算技術(shù)及其應(yīng)用[J];中國科學(xué)院院刊;2007年04期

8 陳興業(yè);評(píng)估計(jì)算機(jī)系統(tǒng)性能的一種方法[J];華南工學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1987年01期

9 黃國睿;張平;魏廣博;;多核處理器的關(guān)鍵技術(shù)及其發(fā)展趨勢(shì)[J];計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì);2009年10期

10 曹折波;李青;;多核處理器并行編程模型的研究與設(shè)計(jì)[J];計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì);2010年13期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 龐一;面向多核體系結(jié)構(gòu)的可視媒體加速處理[D];清華大學(xué);2010年

2 李暉;高性能計(jì)算機(jī)若干關(guān)鍵問題研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2009年

3 蘇年樂;仿真模型可移植性規(guī)范的多核并行化研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2010年

本文編號(hào)：944348