基于MPI的并行程序設(shè)計(jì)技術(shù).pdf

1、鄭州大學(xué)碩士學(xué)位論文基于MPI的并行程序設(shè)計(jì)技術(shù)姓名：劉輝申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：計(jì)算機(jī)應(yīng)用指導(dǎo)教師：王文義2002.5.1是不同的，若能在程序中動(dòng)態(tài)地調(diào)整任務(wù)數(shù)，使各個(gè)處理器的處理時(shí)間基本平衡，就可以大大提高系統(tǒng)性能，這就是負(fù)載平衡問(wèn)題的另一個(gè)方面。本文針對(duì)這兩種負(fù)載分配問(wèn)題，給出了兩種調(diào)整負(fù)載平衡的方法：平均權(quán)重法和均權(quán)法，可以解決一維負(fù)載平衡。本文針對(duì)基于MPI的并行程序設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行研究，首先介紹了MPI出現(xiàn)的背景，并行計(jì)算機(jī)的體

2、系結(jié)構(gòu)及并行計(jì)算模型。其次，分析了進(jìn)行并行程序設(shè)計(jì)的基本方法，MPI利用急迫協(xié)議和約定協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送的，利用MPI提供的阻塞和非阻塞通信的例程進(jìn)行并行計(jì)算和通信，使用文件視圖可以訪問(wèn)非連續(xù)存放的數(shù)據(jù)。然后介紹了并行處理的最新發(fā)展MPI一2，主要包括三大新特征：并行I／o、遠(yuǎn)程內(nèi)存操作和動(dòng)態(tài)進(jìn)程管理，詳細(xì)研究了并行I／O的使用，使用三種文件指針來(lái)進(jìn)行非連續(xù)訪存和collectiveI／o操作；并行I／o提供兩種派生數(shù)據(jù)類型，可以很有效的

3、訪問(wèn)存儲(chǔ)在文件種的數(shù)據(jù)：同時(shí)并行I／o把訪存模式分層，提高collectiveI／0操作執(zhí)行效率。最后，本人針對(duì)基本線性計(jì)算模型的cache利用率CUR(CacheUsingRati0)進(jìn)行了分析與實(shí)驗(yàn)比較，同時(shí)也對(duì)獲取程序的浮點(diǎn)運(yùn)算速度的方法進(jìn)行了討論；在并行計(jì)算中，主要是各種線性模型的計(jì)算，其中矩陣與矩陣的相乘的CUR最高，但并非所有的計(jì)算都是對(duì)矩陣進(jìn)行處理，為了提高cache利用率，可以把對(duì)其它對(duì)象的處理轉(zhuǎn)化為對(duì)矩陣的處理，運(yùn)算完

4、成后，再把結(jié)果轉(zhuǎn)化為回來(lái)。在這種轉(zhuǎn)化中，怎樣確保結(jié)果數(shù)據(jù)回到原來(lái)正確的位置，這就是矩陣下標(biāo)復(fù)位的問(wèn)題。本文提出了關(guān)于大矩陣分解成小矩陣后的下標(biāo)恢復(fù)原位的算法，并給出了相應(yīng)的程序；處理不同的任務(wù)所需的CPU時(shí)間也是不同的，若能在程序中動(dòng)態(tài)地調(diào)整任務(wù)數(shù)，使各個(gè)處理器的處理時(shí)間基本平衡，就可以大大提高系統(tǒng)性能，這是負(fù)載平衡問(wèn)題。針對(duì)并行程序設(shè)試日寸朐負(fù)載平衡問(wèn)題給出了兩種解決方法：平均權(quán)重法和多層均權(quán)法。J關(guān)鍵詞：消息傳遞，約定協(xié)議，緊迫協(xié)議