并行互聯(lián)網(wǎng)絡的若干分析.pdf

1、計算機技術的發(fā)展突飛猛進。為了不斷提高單機的性能,單個處理器的制造已經(jīng)快要達到物理極限了。單個芯片電路的集成度,以及頻率升高帶來的功耗問題,都已經(jīng)成為增強處理器處理能力的瓶頸。 為了達到更好的處理能力,以解決不斷提高的應用需求,越來越多的超級計算機已經(jīng)使用許多處理器協(xié)同工作而構成并行計算機系統(tǒng)。無論是芯片級制造,還是系統(tǒng)級集成,并行計算系統(tǒng)已經(jīng)成為如今計算技術發(fā)展的主流方向。 并行計算機系統(tǒng)中,為了讓各個處理單元更好的協(xié)

2、同工作,各種網(wǎng)絡互聯(lián)模式應運而生。好的網(wǎng)絡互聯(lián)拓撲結(jié)構應該能夠在最大程度上支持各個處理單元的高效通信,以期達到加速計算的目的。另一方面,運行在并行計算系統(tǒng)中的各種應用,則應當根據(jù)所處的網(wǎng)絡連接環(huán)境,來不斷變化自己使用計算資源的方式,以便達到更好的執(zhí)行效率。應用與系統(tǒng)結(jié)構的高度一致,是迅速解決問題與有效利用資源達到平衡的關鍵。 因此,在以應用驅(qū)動的網(wǎng)絡設計中,我們應當充分考慮應用需求的特點,設計出的網(wǎng)絡結(jié)構才會更合理有效。同樣,如

3、果我們的應用程序需要運行在特定的網(wǎng)絡結(jié)構上,那么經(jīng)過對網(wǎng)絡結(jié)構的細致分析,并對我們的應用程序運行方式作出恰當?shù)恼{(diào)整,我們就能夠達到事半功倍的效果。 對網(wǎng)絡結(jié)構的傳統(tǒng)的分析方法,在面對快速發(fā)展的并行計算需求時,已顯示出了不足之處。新型的分析方法和分析工具呼之欲出。應用要發(fā)展,理論要先行。只有從理論上為網(wǎng)絡結(jié)構分析奠定了基礎,才會有更長足的進步。 本文旨在提出幾種對于分析并行網(wǎng)絡環(huán)境和并行應用非常有用的方法,希望能夠間接幫助

4、提高應用程序的運行效率。 本文在第一章首先簡要回顧了并行計算機結(jié)構的發(fā)展趨勢,應用程序在并行計算機結(jié)構上的運行方式,以及衡量效率時應參考的依據(jù)。 第二章主要介紹了幾種常用的互聯(lián)網(wǎng)絡結(jié)構模型,并簡單總結(jié)了幾種通常用于網(wǎng)絡拓撲結(jié)構度量的指標。 第三章主要研究了等周問題在分析并行網(wǎng)絡結(jié)構中的應用。等周問題源于幾何,但是等周方法卻應用于各種領域。我們通過建立的等周數(shù)指標,詳細分析了在一種網(wǎng)絡拓撲結(jié)構上,如何確定目標子結(jié)構