文档介绍：湖北大学
硕士学位论文
矩阵运算中矩阵规模与处理器个数问题研究
姓名:陈传伟
申请学位级别:硕士
专业:系统分析与集成
指导教师:李跃新
20090501
要摘随着超级计算需求的扩大,人们把高性能计算更多的应用于数据挖掘应用、图像处理业务、基因测序比对处理、过程控制、气象检测等大型数据处理领域。科学计算的规模迅速膨胀,使得传统的串行计算机已经不能满足需求,从而提出在谈到并行计算之前,我们先谈一下并行计算机,并行计算机是指有多个处理器的计算机,只有一个处理器的计算机称为串行机,在串行机上进行的计算称为串行计算,在并行计算机或者通过网络共享方式模拟的并行计算机环境下进行的运算称为并行计算。它将进程相对独立的分配于不同的节点上,由各自独立的操作系统调度,享有独立的湍诖孀试矗唤碳渫ü⒋ǖ菹嗷ソ换恍畔ⅰ月发布的一种消息传递接口,是为消息传递程序提供的标准库以语言独立的形式来定义这个接口库,并提供了与虵语言的绑定,是目前高效率的超大规模并行计算最可信赖的平台。目前,连接着大量的个人机和各种超级计算机,汇集了大量的计算资源。为了利用瞎惴悍植嫉目障屑扑阕试矗壳耙丫卸喔龇植际计算项目,比如:珿等等。这些项目已经证实了这种计算模型的可行性。不过这些系统的资源高度不稳定、用户不可信任、通信带宽有限、本文在分析了当前国内外并行运算矩阵运算的有关算法后提出了一些算法研究结论和改进建议,并在网络环境下通过共享的方式模拟并行机,运用方式编程测试,用测试结果来验证研究结论的正确性、实用性、可行性。着重讨论了当矩阵规模远大于处理器个数的情况下的矩阵运算。关键字:并行运算矩阵运算了并行计算的概念。延迟巨大。
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醐:АЮ艚刻醛名兽彬移醐”∥,『障/卷论文作者签名:障傍彳争日期:力呷年,月乡眇日湖北大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果学位论文使用授权说明由本人承担。作者签名:本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,即:按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本;学校有权保存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以允许采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存学位论文;在不以赢利为目的的前提下,学校可以公开学位论文的部分或全部内容。C苈畚脑诮饷芎笞袷卮斯娑
言引年代开始的现代计算机发展历程可以分为两个明显的发展时代:串行计算时代、并行计算时代。每一个计算时代都从体系结构发展开始,接着是系统软件乇鹗潜嘁肫饔氩僮飨低、应用软件,最后随着问题求解环境的发展而达到顶对于可扩展的并行计算机体系结构根据指令流和数据流的不同,可把计算机系统分为:单指令流单数据流、单指令流多数据流、多指令流单数据流、多指令流多数据流,按同时执行的程序和数据的不同,可把计算机系统分为:单程序单数据并行计算机、单程序多数据并行计算机、多程序单数据并行计算机、多程序多数据并行计算机。五种实际并行计算机物理模型为:并行向量机、对称多处理机、大规模并行处理机、工作站机群、分布共享存储多处理机。创建和使用并行计算机的主要原因就是因为并行计算机是解决单处理器速度瓶颈的最好方法之但是高性能计算机的昂贵价格,使得高性能计算仍然只能停留在高端领域,严重限制了并行计算的发展,目前,硬件技术的快速发展促进了超级计算走向并行计算。但是在并行计算领域,相对于硬件,并行软件技术几十年来没有获得突破性的进展。特别是分布式计算技术,自动并行识别技术等,软件技术的缓慢发展阻止了并行计算走向中低端。并行编程要达到良好的可编程性,必须解决结构性、通用性和可移植性问题。并行编程的可编程性和用户并行编程能力的提高是走向普及的两个方面,网络并行计算软件环境是现代并行计算的关键技术之一【。并行编程的最大的难题是要解决数据依赖和控制依赖问题,几十年来始终处于研究过程中,没有达到—絯量级的提高,令用户失望。俏O⒋ǖ莩绦蛱峁┑谋曜伎猓杀曜枷⒋ǖ莺跋喙馗ㄖ构成,进程通过调用这些函数嗨频饔米映绦进行通信。杂镅远懒⒌男式来定义这个接口库,并提供了与虵语言的绑定,是目前高效率的超大规模并行计算最可信赖的平台。峁┝艘恢钟胗镅院推教ㄎ薰亍⒖梢员还惴菏褂玫摹⒈嘈聪⒋ǖ莩绦的标准,用它来编写消息传递程序实用、可移植、高效和灵活,为并行软件技术峰。引言
的发展提供了一个良好的平台【。本文的所有程序设计都是在幕肪诚掠肰斜嘈春筒馐浴⒃诵小1