【摘 要】
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论文以并行计算模型为核心展开研究.并行计算模型为并行算法和并行计算机系统结构的分析与设计提供了具有指导意义的理论界面和模型框架,它是并行计算研究的重要领域.目前在
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论文以并行计算模型为核心展开研究.并行计算模型为并行算法和并行计算机系统结构的分析与设计提供了具有指导意义的理论界面和模型框架,它是并行计算研究的重要领域.目前在并行计算中,尚未有一个如冯·诺伊曼模型般在顺序计算中取得成功的真正统一通用的并行计算模型,来保证硬件设计者设计多种计算机结构而无须考虑被执行的软件,软件设计者编写各种有效执行的程序而无须考虑所使用的硬件.论文通过有选择地考察目前常用的五种并行计算模型,就一些候选的机器特征进行深入分析,总结出一个通用并行计算模型应该遵循的原则:简单而又实际,概括性强而又描述精确.根据这个原则,论文通过分析块同步并行(BSP)模型的特点,与其它模型进行对比、分析,认为:BSP模型可以作为一个通用并行计算模型.论文指出,当在集群环境下利用BSP模型指导MPI程序实现时,BSP模型刻画的同步执行机制并不适合于MPI程序的异步执行特点.通过利用一个局部子集同步代替全局障碍同步和将超步概念一般化为消息步的方法对原有的BSP模型进行改进,可以使之更好地指导集群环境下的MPI程序实现.论文论述了根据h关系假设来评估改进的BSP模型的参数的方法,并在曙光集群计算机上进行了实际测量.实验结果显示参数的所有变化范围被限定到某一区间里,而且h关系的通信时间对通信模式的依赖性要比对处理器数量的依赖性大.另外通过快速傅里叶变换的并行化,演示了如何利用改进的BSP模型指导MPI程序的实现和代价分析,在曙光集群计算机上的实验结果证明了改进BSP模型的正确性和有效性.
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