基于smp機(jī)群的并行編程模型的研究應(yīng)用與優(yōu)化

1、專業(yè)碩士學(xué)位論文論文題目論文題目：基于SMP機(jī)群的并行編程模型的研究應(yīng)用與優(yōu)化專業(yè)學(xué)位名稱：工程碩士專業(yè)領(lǐng)域名稱：計(jì)算機(jī)技術(shù)申請(qǐng)人姓名：李桂君導(dǎo)師姓名、職稱：祝永志教授論文提交時(shí)間：2014年4月萬方數(shù)據(jù)基于SMP機(jī)群的并行編程模型的研究應(yīng)用與優(yōu)化I摘要隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，各個(gè)領(lǐng)域?qū)τ诖笠?guī)模數(shù)據(jù)處理的需求日益增長，這極大的促進(jìn)了并行計(jì)算的發(fā)展，同時(shí)高性能計(jì)算機(jī)也因此越來越受到廣泛的應(yīng)用，其中SMP機(jī)群因?yàn)榫哂休^高的性價(jià)比和良好的可擴(kuò)

2、展性以及可用性等特點(diǎn)備受歡迎，成為當(dāng)前并行計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中的主流結(jié)構(gòu)，也成為了高性能計(jì)算領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。本文的主要研究內(nèi)容就是SMP機(jī)群以及適用于該體系結(jié)構(gòu)的編程模型，并提出了優(yōu)化措施。本文首先介紹了課題的研究背景以及并行計(jì)算技術(shù)和并行計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展。隨后介紹了幾種當(dāng)代流行的并行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，對(duì)其結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)分析，同時(shí)對(duì)當(dāng)前主流的并行編程模型進(jìn)行了介紹。接著對(duì)本文的重點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)研究和分析：SMP機(jī)群及適用于SMP機(jī)群的并行編程

3、模型。論文中對(duì)SMP機(jī)群的體系結(jié)構(gòu)做了詳細(xì)分析，SMP機(jī)群結(jié)合了SMP系統(tǒng)和機(jī)群系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，它以SMP作為節(jié)點(diǎn)，內(nèi)部采用共享存儲(chǔ)的結(jié)構(gòu)，而節(jié)點(diǎn)之間則采用分布存儲(chǔ)的結(jié)構(gòu)，在SMP機(jī)群上可以充分利用共享存儲(chǔ)編程模型和分布存儲(chǔ)編程模型進(jìn)行編程。其中OpenMP和MPI作為兩種編程模型的代表同樣是本文的研究重點(diǎn)，針對(duì)SMP機(jī)群特殊的體系結(jié)構(gòu)，介紹了一種MPIOpenMP的混合編程模型，并給出了混合編程模型的結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)機(jī)制以及其優(yōu)勢(shì)，分析了MPI

4、粗粒度OpenMP和MPI細(xì)粒度OpenMP的兩種并行化方式的優(yōu)缺點(diǎn)，同時(shí)提出了一些優(yōu)化措施，進(jìn)一步提高混合編程模型的性能。本文的實(shí)驗(yàn)部分首先介紹了實(shí)驗(yàn)的軟硬件環(huán)境，然后介紹了實(shí)驗(yàn)部分進(jìn)行性能評(píng)測(cè)的方法，實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了N體問題的PP算法的并行程序設(shè)計(jì)。針對(duì)這個(gè)問題設(shè)計(jì)了相應(yīng)的MPI程序和MPIOpenMP混合程序，并對(duì)混合編程進(jìn)行了優(yōu)化，最后將程序在曙光TC5000機(jī)群上對(duì)程序進(jìn)行了測(cè)試。通過測(cè)試獲得程序的執(zhí)行時(shí)間進(jìn)而求得加速比，證明