摘要： 目前在并行計(jì)算研究領(lǐng)域中很大一部分工作是將串行程序并行化，本文根據(jù)題目的要求，在合理的假設(shè)下，首先發(fā)掘串行程序中存在的并行性，一個(gè)好的方法就是構(gòu)造其對(duì)應(yīng)的并行任務(wù)（DAG）圖，論文分析了串行程序中存在的數(shù)據(jù)依賴關(guān)系，并以此為根據(jù)，提出了一種由現(xiàn)有的串行程序構(gòu)造對(duì)應(yīng)的并行任務(wù)（DAG）圖的算法，然后再對(duì)剩下的串行程序分段，提出并行劃分模型，基于這種模型提出了一種并行劃分算法PDMA；并根據(jù)程序段的相關(guān)程度提出了一種對(duì)PDMA進(jìn)行改進(jìn)的并行劃分算法RPDMA。然后再通過(guò)一個(gè)串性程序的實(shí)例，運(yùn)用此方案對(duì)其進(jìn)行運(yùn)算，最后對(duì)串行程序運(yùn)算下的時(shí)間復(fù)雜度和進(jìn)行此方案運(yùn)算下的時(shí)間復(fù)雜度進(jìn)行比較，得出此方案的優(yōu)越。

　　1.問(wèn)題的重述

　　并行計(jì)算是將一個(gè)計(jì)算任務(wù)分?jǐn)偟蕉鄠�(gè)處理器上并同時(shí)運(yùn)行的計(jì)算方法。由于單個(gè)CPU的運(yùn)行速度難以顯著提高，所以計(jì)算機(jī)制造商試圖將多個(gè)CPU聯(lián)合起來(lái)使用。在計(jì)算機(jī)上早已采用專用的多處理器設(shè)計(jì)，臺(tái)式機(jī)和筆記本電腦現(xiàn)在也已廣泛地采用了雙核或多核CPU。雙核CPU從外部看起來(lái)是一個(gè)CPU，但是內(nèi)部有兩個(gè)運(yùn)算核心，它們可以獨(dú)立進(jìn)行計(jì)算工作。在同時(shí)處理多個(gè)任務(wù)的時(shí)候，筆耕論文新浪博客，多核處理器可以自然地將不同的任務(wù)分配給不同的核心。最容易被并行化的計(jì)算任務(wù)稱為“易并行”的，它可以直觀地立即分解成為多個(gè)獨(dú)立的部分，并同時(shí)執(zhí)行計(jì)算問(wèn)題。

　　要求：

　　（1）運(yùn)行一個(gè)以常規(guī)的串行代碼寫成的程序時(shí)，如何將計(jì)算任務(wù)拆分成多個(gè)部分并分解到多個(gè)核心上同時(shí)運(yùn)行。

　　（2）建立合理有效的模型，并依據(jù)模型對(duì)現(xiàn)成的串行算法進(jìn)行處理。將能夠使用雙核心并行處理的部分分解開(kāi)，并分配到兩個(gè)核心上同時(shí)運(yùn)行。以期達(dá)到比單核CPU處理更快速的目的。

　　2.模型的假設(shè)

　　1.忽略硬件及環(huán)境因素，假設(shè)每次執(zhí)行時(shí)硬件條件和環(huán)境條件是完全一致的。

　　2.對(duì)算法的時(shí)間復(fù)雜度并不考慮其精確度量,而只是關(guān)心其量級(jí)

　　3.雙核及多核CPU在運(yùn)算時(shí),互不干擾.

　　4.設(shè)文中的算法最終得到的DAG圖中消除了原有的反依賴和輸出依賴.

　　3.問(wèn)題分析

　　由于單個(gè)CPU的運(yùn)行速度難以顯著提高，所以現(xiàn)在廣泛采用了雙核或多核CPU,如何將一個(gè)常規(guī)的串行程序分解成兩部分，使之能夠同時(shí)采用了雙核或多核CPU，雙核CUP內(nèi)部的兩個(gè)運(yùn)算核心可以獨(dú)立進(jìn)行工作，并且希望能夠充分發(fā)揮雙核心的計(jì)算能力。首先我們根據(jù)任務(wù)之間存在的數(shù)據(jù)依賴以及控制依賴關(guān)系，將先發(fā)掘串行程序中存在的并行性，從而減少了直接將串行程序并行化的復(fù)雜度，也提高了效率。然后再針對(duì)剩下的串行程序進(jìn)行并行化處理，從而使它的效率達(dá)到更理想的狀態(tài)．

　　現(xiàn)在的問(wèn)題是：

　　（１）如何找到一個(gè)好的方法去發(fā)掘串行程序中的存在的并行性；

　　（２）設(shè)計(jì)一種將串行程序并行劃分的模型，再基于這個(gè)模型提出一種并行劃分算法．

　　4.建模前的準(zhǔn)備

　　4.1對(duì)于一個(gè)輸入的串行程序, 我們首先發(fā)掘串行程序中存在的并行性構(gòu)造其對(duì)應(yīng)的并行任務(wù)DAG圖. 構(gòu)造DAG圖的時(shí)候, 主要的一個(gè)問(wèn)題就是發(fā)現(xiàn)任務(wù)之間的依賴關(guān)系. 本文首先對(duì)任務(wù)之間存在的一種依賴關(guān)系作一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹。
 

 

本文編號(hào)：7617