面向规则DOACROSS循环的流水并行代码自动生成

发掘DOACROSS 循环中蕴含的并行性,选择合适的策略将其并行执行,对提升程序的并行性能非常重要.流水并行方式是规则DOACROSS 循环并行的重要方式.自动生成性能良好的流水并行代码是一项困难的工作,并行编译器对程序自动并行时常常对DOACROSS 循环作保守处理,损失了DOACROSS 循环包含的并行性,限制了程序的并行性能.针对上述问题,设计了一种选择计算划分循环层和循环分块层的启发式算法,给出了一个基于流水并行代价模型的循环分块大小计算公式,并使用计数信号量进行并行线程之间的同步,实现了基于OpenMP 的规则DOACROSS 循环流水并行代码的自动生成.通过对有限差分松弛法（finite difference relaxation,简称FDR）的波前（wavefront）循环和时域有限差分法（finite difference time domain,简称FDTD）中典型循环以及程序Poisson,LU 和Jacobi 的测试,算法自动生成的流水并行代码能够在多核处理器上获得明显的性能提升,使用的流水分块大小计算公式能够较为精确地计算出循环流水并行时的最佳分块大小.自动生成的流水并行代码与基于手工选择的最优分块大小的流水并行代码相比,加速比达到手工选择加速比的89%.     

串行程序并行化中计算代码与同步通信代码的自动生成

简要介绍了并行编译中的计算划分和依赖关系分析,提出如何利用计算划分和依赖关系自动生成并行程序中的计算代码和同步通信代码.     

分布内存系统中节点间软流水优化技术

1.引言目前分布式处理系统的并行编译技术还处于研究阶段,对于实际应用程序还难以获得高性能。在程序中充分发掘并行性和极小化通信的开销是需要协同考虑的两个方面。考虑全局数据分布和计算分割时,在应用程序中仍然可能存在这样一些情况:在程序中按全局优化数据分布策略,某数组采用一种数据分布方式会取得好的效果,但对某些循环而言,该数     

程序并行化中数据收集代码自动生成算法研究

着重论述了串行程序并行化过程中的数据收集部分代码的自动生成。提出利用等价类的方法获取数据的最后写关系,并建立包括计算划分、循环迭代和数据最后写关系的不等式限制系统,最后利用FME消元法对不等式限制系统进行消元处理,最终实现数据收集代码的自动生成。     

程序并行化中基于暴露集生成数据分布代码

在并行化编译中,代码生成属于编译器的后端,决定着并行程序的执行效率.数据划分将计算循环中被重定义或没被读引用的数据映射到处理器,按照数据划分生成通信代码会产生冗余通信.提出了利用数组数据流分析求解暴露集,并建立计算划分、循环迭代以及暴露集的不等式限制系统,最后通过FME(fourier Motzkin elimination)消元生成数据分布代码的优化算法.测试结果表明该算法对数据分布的优化效果明显.     

一个有效的并行分析算法

并行分析在并行编译系统中有着很重要的作用,它的优劣直接影响到编译系统的成败,随着机群系统及其并行开发环境的发展,多数的并行系统可支持多重并行循环的运行。而对只支持一重并行循环的编程系统,选择并行运行效率最高的循环,也是很重要的。为此,本文提出了一个有效的循环并行分析方案,它不但能给出多层循环的并行性,而且能够处理绝大部分实际应用中的并行性问题,本文对传统的并行分析算法进行修改,并给出了一个有效的并     

MPI通信代码自动生成算法

对于高性能并行计算机而言，如何由给出的计算、数据划分信息及精确数组数据流分析信息自动生成并行化代码是实现串行程序并行化的一个重要问题。根据Saman P.Amarasinghe和Lam的定理，实现了一种并行化识别工具中MPI（Message Passing Interface）并行化代码自动生成技术的算法，并对该算法的性能进行分析。     

分布并行系统的并行程序设计环境

分布式并行计算机系统中，由于没有共享内存以支持处理机间的数据交换，因而需采用ｍｅｓｓａｇｅｐａｓｓｉｎｇ的方式实现并行计算中处理机间的数据通讯，并行程序设计环境作为程序员使用并行计算机系统工具，对于并行处理技术以及并行计算机系统的发展与推广应用都有重要的作用，本文将分布基于ｍｅｓｓａｇｅｐａｓｓｉｎｇ的并行计算机系统中的并行程序设计环境的基本问题，并介绍几种典型的并行程序设计环境。     

一种软件流水的反流水算法

软件流水是一种循环程序的优化技术,已经广泛应用于现代优化编译器中.为了充分利用VLIW DSP处理机的指令级并行性,必须使用软件流水技术对DSP程序进行优化.然而,在串行源代码不存在的情况下,对软件流水后的原始代码进行变换、理解、测试和调试,并转换成其他处理机的代码是非常困难的.提出了一种反流水技术,它能够将软件流水后的优化汇编代码反向转换成语义等价的相应代码.通过20个程序的初步实验,验证了所提出的反流水算法的正确性.     

并行流水结构的常数模盲均衡器

常数模算法在信道均衡中有着非常广泛的应用,采用传统方式实现时,常数模盲均衡器具有吞吐量低和处理速度慢的缺点;为了克服这些缺点,在充分研究常数模算法特性的基础上,利用加法树和串并转换思想,结合这两者的优点构造了一种并行流水结构的盲均衡器,并用FPGA对整个设计进行了分模块实现;理论分析、Matlab仿真与实际QPSK信号测试表明,改进后的盲均衡器不仅能够有效地消除码间干扰并保留了传统盲均衡器的健壮性,而且具有吞吐量高和处理速度快的特点,适合在高速率均衡中应用。     

共享内存结构并行程序的编译器优化

共享内存结构上的程序自动并行化通常实现循环级并行,采用fork-join执行模式,并行性能有待提高。论文结合fork-join和SPMD两种执行模式的优势,在并行化编译过程中通过并行区合并和扩展,实现fork-join和SPMD混合执行模式,并在SPMD并行区中实现了基于跨处理器相关图的barrier同步优化。分析验证表明,这些优化策略减少了并行区和barrier同步的数目,有效地提高了生成并行程序的性能。     

分布式系统中数据分解代码的自动产生

为分布内存系统开发的并行编译器碰到的第一个问题就是如何分解一个应用程序中的数据。由于访问非本地节点上数据的代价是昂贵的,所以数据分解必须仔细考虑。尽管数据分解的定义已被提出,但是文献并没有给出相应的算法.本文介绍了在一个已被证明且功能强大的数学模型下如何产生数据分解代码的算法,并在SUIF(Stanforduniversityintermediateformat)系统中的Paraguin编译器上得到实现。     

分布式系统中数据分解代码的自动产生

为分布内存系统开发的并行编译器碰到的第一个问题就是如何分解一个应用程序中的数据.由于访问非本地节点上数据的代价是昂贵的,所以数据分解必须仔细考虑.尽管数据分解的定义已被提出,但是文献并没有给出相应的算法.本文介绍了在一个已被证明且功能强大的数学模型下如何产生数据分解代码的算法,并在SUIF(Stanford university intermediate format)系统中的Paraguin编译器上得到实现.     

基于分布存储系统的并行编译关键技术

分布存储系统的并行编译器需要解决各局部存储器之间数据分布问题和各处理机之间通信优化问题。论文并行编程模型、代码和数据分布、通信优化以及代码生成问题四个方面论述了基于分布存储系统的并行编译关键技术并提出了进一步研究所要解决的问题。     

数据不规则问题全相关Block递归方程组多维流水线并行技术研究

主要讨论数据不规则问题全相关Block递归方程组多维流水线并行的实现.首先给出全相关Block递归方程组的模型方程,并从图论的角度给出了流水关系有向图的定义以及流水线并行条件的判别准则,分析了影响流水线并行效率的主要因素.在此基础上,提出一种基于流水关系有向图的流水线并行实现算法并应用于数据不规则问题.实验结果表明该方法在复杂区域情况下也可以取得较高的效率.     

自动并行编译新技术

自动并行编译为并行化现有的串行程序及编写新的并行程序提供了重要的支持 ,因此 2 0多年来一直受到重视 .近几年来 ,自动并行编译技术的研究进展 ,包括在依赖关系分析、程序变换、数据分布和重分布及调度等方面的进展 ,将自动并行编译进一步推向了实用化 .该文介绍了自动并行编译技术的最新进展 ,并提出了进一步的研究所要解决的问题.     

复式并行流水线在基于PC集群机的并行绘制中的应用

提出基于动态绘制组的混合式体系结构,除了动态绘制组间的并行处理流水线外,在动态绘制组内部设计了缓帧并行流水线改进工作流程,形成了复式的并行绘制流水线,大大地提高了基于PC集群机的并行图形绘制系统的整体性能.采用此复式流水线的原型系统在实际测试中表现突出,性能比单层并行绘制流水线绘制系统有较大提高.     

GCC的流水冲突识别器和并行调度器

由于超长指令字处理器通常都有多级流水线和复杂的资源使用限制,如何准确地描述处理器的流水线模型,快速地判断是否存在资源冲突并不是个简单地任务。文章介绍GCC新引入的正则表达式语法的流水线描述机制。在将GCC移植到笔者所开发的SuperV芯片的过程中,利用该机制对SuperV芯片的流水线结构和资源使用限制进行详尽地描述,启动了GCC的指令级并行调度。通过并行调度,测试程序的性能提高了大约6%—35%。     

面向同步规范的并行代码自动生成

随着对安全攸关实时系统功能与非功能要求的日益增加,使用多核技术将成为发展趋势.如何在多核平台条件下保证系统运行的可信任性及可靠性是学术上和应用上的关键问题.目前基于形式化方法的系统设计、验证以及自动代码生成已经在单核平台上形成很多研究成果,但在多核平台上的研究仍面临许多科学问题.同步语言SIGNAL是一种被广泛应用于安全攸关实时系统功能设计的形式化方法,适用于对系统确定性并发行为的描述.SIGNAL编译器也支持将同步规范SynchronousSpecification）生成仿真代码,以对其进行验证与分析.然而现有研究较少关注从SIGNAL同步规范到支持跨平台并行代码的生成方法.本文研究面向SIGNAL同步规范的并行自动代码生成方法.提出了方程依赖图EDG的概念,将SIGNAL规范转换为EDG以分析其全局数据依赖关系;研究了对EDG进行任务划分获取规范中可以并行执行部分的算法;最后,以跨平台并行编程API-OpenMP作为对象,结合程序中信号的时钟关系,将并行任务映射到OpenMP并行代码,并进行了实例验证.