适用于DPHL语言及其程序设计的并行模型

DPHL语言是一种数据并行高层建模语言,使用DPHL语言编程,可以简化并行程序构造,提高并行程序的生产率和可移植性。本文重点讨论适用于DPHL语言及其程序设计的CTA并行计算模型和阶段抽象并行程序设计模型。     

一个基于机群系统的面向对象并行程序 开发环境的研究与实现

面向对象程序设计技术可以降低并行程序设计的复杂性,提高并行程序的可读性、可维护性、可移植性.因此提供面向对象的并行程序设计环境,可以减少并行程序开发难度,有效地利用并行计算机系统的潜能.可扩展并行机群系统是随着网络技术迅速发展而出现的一种网络并行计算系统.其主要特点是适于粗粒度任务并行,适于采用消息传递机制.文中在可扩展机群系统上实现了面向对象的并行程序开发环境ParaObject,它由对象平台、并行对象和邮件对象组成,并行程序以并行对象为单位并行执行,通过邮件对象传送数据,具有良好的封装性和可移植性,友好的用户编程接口,使用方便.     

并行程序概念设计方法的研究

并行程序概念设计方法是将数据并行高层建模语言研究、并行识别方法、并行程序自动构造和人机交互界面技术集成在一起的并行程序设计的一种新方法，能简化并行程序设计，有效缩短并行程序开发周期，提高并行计算效率。文中就上述4个方面的主要技术作了简要介绍，给出了并行程序概念设计系统(PPCDS)的基本框架和计算实例。     

基于BSP的并行程序设计

BSP模型是独立于并行体系结构,既可作为并行计算模型又可作为并行程序设计模型。利用该模型进行并行程序设计简单、而且可移植性强,可在多种并行系统上实现。     

PPCDS集成开发环境的设计与实现

PPCDS(并行程序概念设计系统)是一个将数据并行高层建模语言、并行识别方法、并行程序自动构造和人机交互界面技术集成在一起的并行程序设计环境,能简化并行程序设计,有效缩短并行程序开发周期,提高并行计算效率。PPCDS集成开发环境是PPCDS的重要组成部分,文中就PPCDS集成开发环境的设计和实现进行了简单介绍。     

基于BSP的并行程序设计

BSP模型是独立于并行体系结构,即可作为并行计算模型又可作为并行程序设计模型。利用该模型进行并行程序设计简单、方便,而且可移植性强,可在多种并行系统上实现。     

基于并行结构骨架的程序设计环境研究与实现

并行结构骨架理论提供了一种描述并行程序设计模式的通用模型,对设计模式进行更高层次的抽象,能有效解决基于设计模式的并行程序设计方法的局限性问题,降低并行程序设计开发难度.基于并行结构骨架的并行程序设计环境--PASBPE在并行结构骨架理论的基础上,使用参数化设置快速生成用户所需并行程序框架,同时通过可视化的程序设计交互环境,简化并行程序的开发过程,提高开发效率.     

一个基于机群系统的面向对象并行程序开发环境的研究与实现

面向对象程序设计技术可以降低并行程序设计的复杂性、提高并行程序的可读性,可维护性、可移植性,因此提供面向对象的并行程序设计环境,可以减少并行程序开发难度,有效地利用并行计算机系统的潜能,可扩展并行机群系统是随着网络技术迅速发展而出现的一种网络并行计算系统,其主要特点是适于粗糙度任务并行,适于采用消化传递机制,文中在可扩展机群系统上实现了面向对象的并行程序开发环境ＰａｒａＯｂｊｃｃｔ,它由对象平台,     

一种将设计模式用于程序精化演算的并行程序设计方法研究

并行程序设计是并行计算的难点之一。提出了一种将设计模式用于程序精化演算的并行程序设计方法。它通过在Z语言的Schema演算体系中扩充并行的概念和表示，使用设计模式，将问题求解和并行开发的知识进行形式化的定义与描述，通过扩充的Schema演算将其与模型规范进行复合，逐步精化得到抽象并行程序。通过实例对这一方法进行了详细的描述。     

航天领域高性能并行计算研究进展

航天领域的大规模科学与工程问题的数值模拟既依赖于高性能并行计算的支撑,同时也是高性能并行计算发展的动力。综述了航天领域高性能并行计算的研究进展,对高性能并行计算环境进行简单介绍,对相关研究领域包括气动力、气动热、化学非平衡、结构强度、热防护、蒙特卡罗方法和湍流研究等进行分类和详细阐述;总结了航天领域高性能并行计算存在科学计算高并行效率和工程计算低实用价值、并行应用的多样性和缺少科学的并行方法的矛盾,并指出了进一步研究方向。     

A Hybrid Analysis of an Optimization Approach for Cluster Applications

Cluster/distributed computing has become a popular, cost-effective alternative to high-performance parallel computers. Many parallel programming languages and related programming models have become widely accepted on clusters. However, the high communication overhead is a major shortcoming of running parallel applications on cluster/distributed computing environments. To reduce the communication overhead and thus the completion time of a parallel application, this paper introduces and evaluates an efficient Key Message (KM) approach to support parallel computing on cluster computing environments. In this paper, we briefly present the model and algorithm, and then analytical and simulation methods are adopted to evaluate the performance of the algorithm. It demonstrates that when network background load increases or the computation to communication ratio decreases, the analysis results show better improvement on communication of a parallel application over the system which does not use the KM approach.     

HPMR在并行矩阵计算中的应用

为了解决传统并行编程难度大、效率低的问题,提出一种基于MapReduce模型的并行编程方法,在高性能MapReduce平台上实现矩阵并行LU分解。实验结果表明,相比传统并行编程模型,MapReduce模型并行程序可较好满足高性能数值计算需求,其编程简洁性和可读性能有效提升并行编程效率。     

基于Hadoop的校园云计算系统

针对传统的海量数据处理方法硬件成本太高,并行程序编写困难的缺点,在云计算理论的基础上设计了一个用于处理海量数据的校园云计算系统.此云计算系统是在Hadoop分布式计算框架的基础上采用Map-Reduce编程模型实现对海量数据的并行处理,有效解决了成本问题,降低了并行编程的难度.     

基于Julia语言的并行计算方法初探

Julia语言是一种在MIT许可证下免费的开发中脚本语言(beta 0.2.0),目标是降低并行程序的编程难度.基于Julia现有语法机制,逐步增强Julia语法特性,结合公交线路的平均走行时间统计案例,研究Julia并行编程框架和程序逐步精化的方法.Julia程序支持本地多核心/多CPU并行计算.为充分发挥实验平台的计算潜能,尝试了提高Julia程序计算性能的策略.对案例程序的实验分析表明,Julia并行程序在管理计算核心方面耗费了一定的工作时间,但随着问题规模的增大,其影响可逐渐忽略,从而可获得接近线性的加速比.     

扩展双精度浮点并行计算:MPI方法

双精度浮点并行计算将不能满足高性能计算领域对计算精度的要求,但是目前还没有高性能的超双精度并行计算的解决方法。基于并行编程语言MPI,本文提出了扩展双精度浮点的并行计算实现方法,并且使用精度敏感的圆周率计算BBP算法验证了该方法的正确性和性能。     

MODELS AND TRENDS IN PARALLEL PROGRAMMING

This paper introduces and discusses programming models for parallel processing and recent trends in the area of parallel programming. The paper discusses different parallel programming languages and tools that reflect various parallel computation models. These language differ in expressiveness, portability and performance. Software design and implementation largely varies by using different languages that make the programmer task easy or complex. We describe here the design goals and the main issues of parallel programming models and languages belonging to the following categories: shared-space based languages, message-based languages, parallel toolkits, data-parallel languages, parallel declarative languages, parallel object-oriented languages, and parallel composition-based languages. Tools and languages such as HPF, Linda, Java, OpenMP, PVM, MPI, Parallel C+ +, Sisal, Orca, Mentat, SkieCL, BSP and others are described in some detail. Their main features for design and implementation of high performance applications are discussed. Finally, we outline directions of research and development in the parallel programming area with a special attention to novel approaches based on high-level programming structures that make transparent to the users the architectural details of parallel computing machines.     

异构系统编程方法综述

由通用微处理器和专用加速器构成的异构并行系统比传统的同构系统显示出更高的性能和效能,目前已成为高性能计算领域的重要发展趋势。然而,编程问题成为限制异构系统发展的一大挑战,因此引起学术界和业界广泛关注。本文首先阐述了异构系统编程问题的来源;其次分析了近年来面向异构系统编程方法的研究工作,并对其进行分类;最后总结了异构系统编程方法未来的研究问题。     

支持多种并行计算模型的面向对象框架研究

为了支持并行程序设计,几乎所有的程序设计语言均通过提供并行与同步通信机制来支持某一高级并行计算模型,如Ada语言的任务与会合机制以及Java语言的线程和同步方法.显然,这样的程序设计语言仅能支持一种高级并行计算模型.尽管单模型的途径对某些应用来说简单而有效,但由于现实世界中的问题往往较为繁杂而难以完全用单一模型来解决.文章采用面向对象的语言机制和框架技术来解决此问题.通过分析现有各种语言中高级并行计算模型的共性,提出了若干新的面向对象语言机制.以此为基础,提出了并行面向对象框架的概念,并讨论用其表达和使用     

工作站网络环境下的并行计算

当前工作站网络环境（ＮＯＷｓ）下高性能科学与工程计算是并行计算的一个热门话题，本文借助于ＬｏｇＰ并行计算模型，提出了一套新的效率评价准则，用于优化并行算法效率以达到最佳实现效果，揭示了影响算法并行效率发挥的关键因素，并从算法和程序设计角度提出了相应措施，探讨了急需解决的几个关键性问题，三个典型应用问题的数值实验结果文中给出。     

QCD研究与高性能科学计算——域分解、函数分解和并行程序设计技术

量子色动力学 ( Quantum ChromoDynamics,QCD) 研究是一个典型的高性能科学计算问题,它被美国著名的高性能计算与通信计划(HPCC)列为世界级重大挑战性课题之一.由于Fermion矩阵处理等对时空性能指标的超级要求,必须寻找新的计算机求解技术才能推动研究的进展.文章提出并分析了域分解和函数分解方法、方法导致的MIMD模式和并行程序设计技术.在Exemplar SPP1200／XA(简称SPP1200)系统上的测试表明,这些方法和技术对QCD的进一步研究具有重要的意义.