高维并行FFT向量编码算法的设计与实现

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自从Cooley-Tukey发现了FFT(快速傅里叶变换)算法, FFT就迅速蔓延到了科学的各个领域,它给我们的生活带来了巨大的影响。越来越多的人关注,研究FFT算法,希望找到更好的方法来提高FFT的运行速度。近代并行计算机的发展,涌现出了许多并行的FFT算法。其中大部分算法是基于某种具体的并行机结构的,即某种算法是某种计算机系统结构所专用的,算法不具备通用性。向量编码算法是一种新型的FFT算法,这种算法与行列算法相比,大大减少了计算量,同时也较好的解决了高维DFT的位码倒序、同址运算和蝶形运算的规范设计。本文正是,以FFT向量编码算法为基础,运用FFT的理论,推导出了高维FFT算法的3个步骤。这3个步骤,前两个相对独立,可以较好的完成FFT的并行化。而第三步,在处理器个数较少时,可以完全按照加减法来运算。本文作者采用存储方式为共享内存式的并行计算机来测试高维FFT向量编码算法。用MPI并行语言库来开发此算法,多次测试后发现,加速比不够理想。研究后发现,以共享内存为基础的的OpenMP并行库语言,比以消息传递模型为基础的MPI更适合,在此并行机上开发程序,效率较高。并得出测试结果为,二维并行向量编码算法,在由512*512到4096*4096为数据输入的情况下,加速比最大达到3.384。
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