基于骨架的并行編程環(huán)境中結(jié)構(gòu)骨架庫(kù)的研究.pdf

1、隨著科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)計(jì)算機(jī)處理能力提出了更高的要求，特別是在基因工程、氣象等大規(guī)?？茖W(xué)計(jì)算領(lǐng)域。理論上，問題的并行求解是一種有效的解決方案。然而，并行程序開發(fā)是比較困難的，其根本原因在于并行計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的多樣性。 為了簡(jiǎn)化并行程序的開發(fā)，我們提出了一種基于兩級(jí)抽象的三層并行編程模型，分別為抽象語(yǔ)言層、并行語(yǔ)言層和實(shí)現(xiàn)層。其中，抽象語(yǔ)言層屬于設(shè)計(jì)階段，并行語(yǔ)言層和實(shí)現(xiàn)層屬于實(shí)現(xiàn)階段。該模型可以將并行程序開發(fā)過程

2、中的創(chuàng)造性工作和非創(chuàng)造性工作區(qū)分開來，創(chuàng)造性工作在抽象語(yǔ)言層由編程者完成，非創(chuàng)造性工作在并行語(yǔ)言層和實(shí)現(xiàn)層由機(jī)器完成，可以有效地降低并行程序編程難度和提高程序的開發(fā)效率。我們還對(duì)其支撐平臺(tái)進(jìn)行了有益的探索，骨架庫(kù)是我們基于骨架的編程系統(tǒng)中的重要組成部分，骨架庫(kù)的研究對(duì)于系統(tǒng)的實(shí)用性、可編程性和可擴(kuò)展性方面具有重要作用。 本文主要工作是對(duì)骨架庫(kù)中的結(jié)構(gòu)骨架進(jìn)行深入的研究，主要包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：（1）提出了一種并行骨架的抽象形

3、式，通過對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)展，可以形成各種結(jié)構(gòu)骨架，如Singleton骨架、Farm骨架、Pipeline骨架、Taskqueue骨架。這樣，一方面可以使得并行結(jié)構(gòu)骨架之間的相互組合變得容易；另一方面也為算法骨架的實(shí)現(xiàn)提供了必要的條件。（2）對(duì)系統(tǒng)底層通信庫(kù)MPI的調(diào)用接口進(jìn)行了簡(jiǎn)化，以方便編程者進(jìn)行性能調(diào)整。同時(shí)也使得編程者對(duì)特定骨架的通信特性有更清晰的認(rèn)識(shí)。（3）對(duì)骨架描述方法進(jìn)行了研究，提出了一種基于XML的通用骨架描述方法，并使用該方