基于多核多线程的FFT算法和堆排序算法的并行优化和实现

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传统串行算法不能充分利用多个处理器,而多核多线程技术可以使程序的多线程实现同时运行,充分利用多个处理器内核。快速傅里叶变换(FFT)和堆排序算法都是常见的算法,它们在信号传输和科学计算等方面都有着广泛的应用。本文基于多核平台的多线程技术对FFT算法进行了两种并行化处理:一是根据FFT算法的特性,将数据集按序列顺序分为奇偶两部分,每部分创建一个线程,做并行运行。实验证明当数据量达到4194304时效率可提高39%左右,且随着数据量的增加,效率提升接近40%,且趋于平稳。二是为了充分说明并行化过程中需要注意的问题,又将其蝶形变换本身的内部循环分为两部分,每部分创建一个线程,做并行运行。实验证明这种做法随着数据量的增加,算法的运算效率变得更差,说明循环内部不适合创建多线程。本文对堆排序和归并排序进行并行处理,分别在单核,双核,三核处理器平台下运行单线程(串行)、双线程、四线程并行排序算法,对它们的运行结果进行分析和研究。实验结果表明,在堆排序算法中,当数据量达到25万时堆排序较串行堆排序在效率能提高42%左右,且随着数据量的增加效率的提高率接近50%,且趋于平稳;在归并排序算法中,线程内部需要创建临时的堆栈,这使得并行后的排序算法运行效率大幅度减低,说明程序并行优化时,应该避免在多线程内部临时创建堆栈。
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