OpenMP并行编程模型与能性优化方法的研究及应用.pdf

密级——学号:—并行编程模型与性能优化方法成都理工大学硕士学位论文的研究及应用游佐勇分类号学校代码:指导教师姓名及职称罗省贤教授申请学位级别专业名称计算机软件与理论论文提交日期论文答辩日期学位授予单位和日期成都理工大学年答辩委员会主席评阅人月硕士月.
学位做储刷磁名:了商赁学位论文作者签名:;台佐雾眦优秀独创性声明学位论文版权使用授权书耗晁暝聑占日痮年岁他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得盛都堡互盔堂或其他教本学位论文作者完全了解盛都堡王太堂有关保留、使用学位论文的规定,借阅。本人授权成都堡王太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄊ学位论文作者签名:月日
———。。。——
,:游佐勇,男,年月出生,师从成都理工大学罗省贤教授,随着计算机硬件的不断发展,现在的多核处理器已经越来越成熟,目前推出的个人机处理器已经是双核或四核,因此,充分利用多核处理器的优势已经势在必行。在这样的情况下,以为代表的共享存储模型编程技术随着多核技术的进步而迅猛地发展起来。编程模型是近些年来在共享存储系统基础上兴起的并行编程模型,目前在蚒疞平台上都有具体的实现,是一种非常适合共享存储系统的编程标准。利用编写并行程序比传统的7⒊绦蚋蛹单,这是由于利用多线程技术,比亩嘟谭绞焦芾砀咏谑】销。因此,已成为共享存储编程模型事实上的标准。本文首先研究了多核存储体系结构及适应该体系结构的并行计算模型,在此基础上进一步研究了并行程序设计模型和设计方法,分析了影响多核并行计算性能的主要因素,为进一步研究多核环境下并行算法的设计及并行程序的开发奠定了基础。通过分析编程模型,重点研究了并行编程模式的设计形式——..模式和模式的程序设计,并经实验分析比较了两种模式开发程序的特点,验证了利用模式开发的大型应用程序具有的性能开销较小、可扩展性好等优点。在研究并行程序的开销模型的基础上,分析了影响并行算法性能的因素,提出了一套程序的优化方法。优化方法包括并行域的扩展和合并、新视呕⒀返鞫确绞接呕⒈淞属性优化、处理器线程绑定优化和降低伪共享问题的优化等。通过实验测试表明,这些优化方法在解决实际问题中取得了较好的应用效果。本文分析了大型稀疏矩阵的结构特点,并利用顾醮娲⒎绞蕉韵∈杈阵进行压缩存储,从而节省了稀疏矩阵的存储空间。在此基础上,进一步分析了由于压缩存储结构而导致的性能因素,并提出了相应的编程解决方案。设计和实现了求解大型稀疏矩阵特征值的逆幂法,并且实现了逆幂法求解过程中求解大型稀疏方程组的共轭梯度法。通过分析逆幂法和共轭梯度法的内在并行性,设计了利用进行逆幂法和共轭梯度法的并行化方案,并且给出了具体实现方法。
Ⅱ
.,甌,,,,瓻.—:,,./甀猚瑃!!!!琣瓵瑃瑆,,.甀
畉甌硒,,成都理工大学硕士学位论文甇瑃瑃.、析琁
目录第乱概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..⑿屑扑慵际醯姆⒄⒄⒈喑棠P脱芯肯肿础本文的主要研究工作⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..⑿屑扑愀攀多级存储体系结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。成洳呗浴.⑿屑扑慊姆么婺P汀并行计算模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯同步并行计算模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一异步并行计算模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯并行程序设计模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⒋⑿心P汀并行程序设计方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⑿⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.介绍⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯...诖婺P汀.⑿蟹绞健.⋯.
⑿⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯并行程序的编程模式⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.J健模式⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯