面向強(qiáng)數(shù)據(jù)依賴型應(yīng)用的并行編程模型研究.pdf

1、數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用大部分都具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)依賴，普遍存在于諸如生物信息學(xué)、經(jīng)濟(jì)管理、生產(chǎn)調(diào)度、工程技術(shù)等科學(xué)計算領(lǐng)域。那些可分解為重復(fù)子問題并具有最優(yōu)子結(jié)構(gòu)的問題，可以使用動態(tài)規(guī)劃算法高效地解決。然而由于計算數(shù)據(jù)規(guī)模的急劇上升，傳統(tǒng)的串行程序應(yīng)用，即使是高效的動態(tài)規(guī)劃算法，在計算時間上也變得無法令人接受。采取并行程序設(shè)計來解決動態(tài)規(guī)劃等強(qiáng)數(shù)據(jù)依賴型應(yīng)用成為了當(dāng)前的一個有效的方法。另一方面，由于并行程序設(shè)計過程復(fù)雜且容易出錯，加上強(qiáng)數(shù)據(jù)依賴型應(yīng)

2、用本身的強(qiáng)依賴性，使得其并行化變得十分困難。
　　 面向DAG的數(shù)據(jù)驅(qū)動型應(yīng)用模型是為簡化動態(tài)規(guī)劃的并行化而提出的，該模型從串行程序開發(fā)人員角度出發(fā)，使得用戶可以像開發(fā)串行程序化一樣開發(fā)并行程序，而繁瑣的并行化實(shí)現(xiàn)和調(diào)度過程則由運(yùn)行時系統(tǒng)負(fù)責(zé)，從而使開發(fā)人員將其精力和時間集中在具體的應(yīng)用和算法上。然而此并行編程模型還存在很多不足。
　　 本文首先對上述模型進(jìn)行了研究。在此基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)其中存在的問題，進(jìn)行了有針對性的改進(jìn)，設(shè)

3、計了面向強(qiáng)數(shù)據(jù)依賴型應(yīng)用的并行編程模型。此模型解決了主程序訪問共享數(shù)據(jù)的問題和DAG模式圖的擴(kuò)展問題，改進(jìn)了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，增加了它的可擴(kuò)展性、可移植性和可配置性，使其能夠面向動態(tài)規(guī)劃以外的強(qiáng)數(shù)據(jù)依賴型應(yīng)用。
　　 然后，基于面向強(qiáng)數(shù)據(jù)依賴型應(yīng)用的并行編程模型，在共享存儲環(huán)境中實(shí)現(xiàn)了EasyPDPv3系統(tǒng)。該系統(tǒng)完整實(shí)現(xiàn)了模型中提到的功能及其擴(kuò)展接口，為開發(fā)人員提供了實(shí)用的并行程序開發(fā)工具。
　　 最后，本文對EasyPDP