一種基于skeleton的并行編程環(huán)境研究與實踐.pdf

1、并行程序設(shè)計是并行計算中一個公認(rèn)的難題。其中一個重要原因在于缺乏系統(tǒng)的開發(fā)并行程序的方法及其支持工具?，F(xiàn)有的大多數(shù)并行程序設(shè)計模型本質(zhì)上是對并行程序編碼的研究，它們?yōu)椴⑿谐绦蛟O(shè)計提供一個抽象平臺，但缺乏指導(dǎo)程序員在其上有效地進(jìn)行并行程序開發(fā)的方法?；趕keleton的并行程序設(shè)計方法通過為程序員提供通用的問題并行求解skeleton，使得程序員擺脫了瑣碎的并行細(xì)節(jié)，而更關(guān)注問題本身，因而是一種更高層次的并行程序設(shè)計方法。 本文

2、前期研究中，給出了并行模式/skeleton的新定義，并在此基礎(chǔ)上，提出一種系統(tǒng)的基于skeleton的并行程序開發(fā)模型及其支撐環(huán)境。該系統(tǒng)支持從問題規(guī)范到并行程序的整個開發(fā)過程，Apla<'+>語言、skeleton庫、模板庫是其中的重要組成部分。Apla<'+>語言的使用為系統(tǒng)提供了一種抽象、簡潔的skeleton描述語言；而skeleton庫及其模板庫的支持，不僅為問題的并行求解提供了算法設(shè)計方法與策略上的指導(dǎo)，而且提供了并行算法

3、的實現(xiàn)框架，使程序員在不具備并行領(lǐng)域知識的情況下，就可獲得求解問題的(抽象)并行程序。 本文的工作是對系統(tǒng)的Apla<'+>語言、skeleton庫及其模板庫的研究，主要涵蓋以下幾點：(1)深入研究基于skeleton的并行工作，分析其中skeleton的概念、描述語言等方面存在的問題與困難，探索一種可行的解決方案。(2)對PAR方法中的Apla語言進(jìn)行了并行擴(kuò)充，主要包括描述并行運算的運算符、表示并行性的語句等，形成Apla<

4、'+>語言，以提供一種skeleton抽象描述語言。(3)對并行計算中的并行分而治之、Farm和Taskqueue三種典型skeleton進(jìn)行了深入研究，并使用Apla<'+>語言對其進(jìn)行抽象描述，以支持問題的抽象并行程序開發(fā)。 (4)在曙光3000 CPPVM環(huán)境下，采用C++模板機(jī)制對上述三種skeleton進(jìn)行了預(yù)實現(xiàn)，并集成為模板庫。 (5)對skeleton庫、模板庫的組織進(jìn)行了初步研究，為整個并行編程環(huán)境的集成提供了初步的研