用于多核平臺(tái)的并行水平集內(nèi)核的設(shè)計(jì)與分析.pdf

1、多核處理器的出現(xiàn)給軟件設(shè)計(jì)帶來了很大的挑戰(zhàn)，除操作系統(tǒng)的支持以外，為了充分利用多核處理器所提供的計(jì)算資源，必須對(duì)現(xiàn)有的軟件進(jìn)行一些改進(jìn)。只有代碼能夠并行執(zhí)行的軟件才能充分利用多核處理器所帶來的性能提升，所以并行程序設(shè)計(jì)技術(shù)可以直接利用多核處理器的計(jì)算能力，現(xiàn)有的并行編程模型可以應(yīng)用于多核平臺(tái)。消息傳遞模型是一個(gè)關(guān)于計(jì)算機(jī)之間相互通信的API的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，它通常用于計(jì)算機(jī)集群和超級(jí)計(jì)算機(jī)，我們將其應(yīng)用于多核平臺(tái)以實(shí)現(xiàn)水平集內(nèi)核程序的并行化。

2、ReachLah是一個(gè)用于混合系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)的計(jì)算平臺(tái)，它使用水平集方法進(jìn)行可達(dá)集的計(jì)算，在計(jì)算過程中需要求水平集方程的數(shù)值解，因而需要強(qiáng)大的計(jì)算能力的支持和大量的內(nèi)存空間，所以我們將使用多核計(jì)算平臺(tái)來進(jìn)行計(jì)算。
　　 本文通過設(shè)計(jì)和分析用于多核平臺(tái)的并行水平集內(nèi)核，提出了將消息傳遞接口的一種實(shí)現(xiàn)--OpenMPI用于多核平臺(tái)以充分利用多核平臺(tái)的性能的方法及使用數(shù)學(xué)函數(shù)庫SUNDIALS求解水平集方程的方法。方法一為開發(fā)適用于

3、多核平臺(tái)的科學(xué)計(jì)算程序提供了指導(dǎo)，使用方法一開發(fā)的科學(xué)計(jì)算程序可以充分的利用多核處理器的計(jì)算能力；方法二提高了使用水平集方法計(jì)算可達(dá)集的精度，使可達(dá)集的計(jì)算更加精確。結(jié)合使用SUNDIALS與OpenMPI，我們開發(fā)了適用于多核平臺(tái)的并行水平集內(nèi)核，并用混合系統(tǒng)實(shí)例對(duì)其進(jìn)行了測(cè)試，對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行了誤差分析。測(cè)試結(jié)果表明，使用OpenMPI的并行程序能夠充分的利用多核處理器所帶來的性能提升；使用SUNDIALS的并行水平集內(nèi)核的計(jì)算誤差要