基于分布式共享存储器的并行程序设计

本文概述了分布式并行系统和分布式共享存储器的一般概念，讨论了使用共享对象和可靠广播的并行程序设计模型，最后给出了我们的改进模型。     

基于机群系统的C＋＋语言并行化实现

在计算机机群系统环境下，将面向对象程序设计技术与并行技术相结合能够有效地降低并行程序设计的难度，提高并行程序的可维护性、可移植性和可重用性．本文探讨了机群系统下的Ｃ＋＋语言并行化实现的几种方法，分别介绍了基于消息传递的ＭＰＣ＋＋、基于共享对象的ＳＯＣ＋＋和基于对象级并行的ＣＣＰＰ语言模型、编程接口及其实现，并给出了几种语言系统评测的结果及分析．     

并行程序设计模型和语言

并行计算技术的发展已有20多年的历史了.时至今日,高性能并行计算仍然缺乏有效的并行程序设计方法和工具,使得编写并行程序、理解并行程序的行为、调试和优化并行程序的性能都很困难.从分析并行程序设计困难的原因入手,指出了当前各种高性能并行机系统支持的并行程序设计方法存在的诸多问题,综述了并行程序设计模型和语言的研究现状,给出了并行程序设计模型的评价标准,并提出了这一研究领域所面临的挑战性问题,指出了一些未来可能的发展方向.     

Dual-Object: 面向对象的并行程序设计

面向对象的并行程序设计提供了类似于共享内存模型对通讯和计算的抽象能力，从而非常适合于大型并行软件系统的开发．但是基于远程对象调用的分布式对象的实现效率一直是面向对象方法在分布式／并行程序设计中得到广泛应用的障碍．本文介绍了并行机ＭＡＮＮＡ上所采用的面向对象的并行程序设计模型——Ｄｕａｌ－Ｏｂｊｅｃｔ模型．该模型通过引入从语义角度出发给出的数据一致特性的描述，在一定程度上解决了实现效率低下的问题．其次，文章通过程序设计实例详细地讨论了基于Ｄｕａｌ－Ｏｂｊｅｃｔ模型的扩展Ｃ＋＋并行程序设计，并给出了部分实际测试结果．     

一种支持容错的任务并行程序设计模型

任务并行程序设计模型已成为并行程序设计的主流,其通过发掘任务并行性来提高并行计算机的系统性能.提出一种支持容错的任务并行程序设计模型,将容错技术融入到任务并行程序设计模型中,在保证性能的同时提高系统可靠性.该模型以任务为调度、执行、错误检测与恢复的基本单位,在应用级实现容错支持.采用一种Buffer-Commit计算模型支持瞬时错误的检测与恢复;采用应用级无盘检查点实现节点故障类型永久错误的恢复;采用一种支持容错的工作窃取任务调度策略获得动态负载均衡.实验结果表明,该模型以较低的性能开销提供了对硬件错误的容错支持.     

用动态链接库实现并口控制方法的研究

本文探讨Windows系统下并行端口程序设计的方法，用VC＋＋构造了并行端口操作的DLL。文中还介绍了在VB、VC＋＋环境下该动态DLL的调用方法。最后给出了VB下对DLL进行调用的程序实例。     

一种改进多亲遗传算法的并行模型研究

通过分析传统遗传算法和多亲遗传算法的不足，提出了一种多亲遗传算法的改进算法：基于共享存储器的多亲遗传算法，并对其进行了理论分析，讨论了GA的并行模型特点后，结合粗粒度并行模型和群体分组的并行方式，提出了一种MGASM的并行模型，该模型有利于改进MGASM的性能，提高其搜索效率。将MGASM-PPGA应用到了数据聚类问题中，进行了仿真实验，获得了理想的实验结果。     

一种CMP结构上的事务存储编程模型设计

多核结构上采用由用户显式制导的并行程序设计模型,使用锁和同步变量来实现同步.事务存储模型能够解决由锁机制带来的一系列问题,提高程序的并发性.介绍了在文中提出的一种基于事务存储模型的多核结构(Transactional-Memory based Chip Multiple-Superscaler,TMCMS)上的并行编程模型,以及针对循环程序的执行模型;以FFT程序为例具体介绍了循环结构的并行化方法和编译转换过程.在初步的实验中,将处理单元从1增加到16个时,在所设计的编程模型的支持下,IPC(Instruction Per Cycle)有接近线性的增长,说明该并行编程模型能够充分发掘程序中潜在的细粒度线程级并行性,同时保持并行程序设计的简单性.     

基于分布/共享内存层次结构的并行程序设计

分布内存结构和共享内存结构各具特点，又有很强的互补性，分布／共享内存层次结构将两种结构相结合，以充分发挥其优势。文中主要讨论基于分布／共享内存层次结构的并行程序设计问题，介绍了MPI和OpenMP混合并行程序设计模式。     

并行程序设计的模型,语言及编译技术

并行程序设计的研究对并行机性能的发挥和推广应用都具有重要的作用。本文介绍了并行计算机的结构、并行程序设计模型和并行语言的一些基本概念，讨论了并行程序设计的方法，分析了大规模并行处理中编译技术的若干问题和研究方向。     

Performance comparison of MPI and OpenMP on shared memory multiprocessors

When using a shared memory multiprocessor, the programmer faces the issue of selecting the portable programming model which will provide the best performance. Even if they restricts their choice to the standard programming environments (MPI and OpenMP), they have to select a programming approach among MPI and the variety of OpenMP programming styles. To help the programmer in their decision, we compare MPI with three OpenMP programming styles (loop level, loop level with large parallel sections, SPMD) using a subset of the NAS benchmark (CG, MG, FT, LU), two dataset sizes (A and B), and two shared memory multiprocessors (IBM SP3 NightHawk II, SGI Origin 3800). We have developed the first SPMD OpenMP version of the NAS benchmark and gathered other OpenMP versions from independent sources (PBN, SDSC and RWCP). Experimental results demonstrate that OpenMP provides competitive performance compared with MPI for a large set of experimental conditions. Not surprisingly, the two best OpenMP versions are those requiring the strongest programming effort. MPI still provides the best performance under some conditions. We present breakdowns of the execution times and measurements of hardware performance counters to explain the performance differences. Copyright © 2005 John Wiley & Sons, Ltd.     

Distributed Shared Arrays: An Integration of Message Passing and Multithreading on SMP Clusters

This paper presents a Distributed Shared Array runtime system to support Java-compliant multithreaded programming on clusters of symmetric multiprocessors (SMPs). As a hybrid of message passing and shared address space programming models, the DSA programming model allows programmers to explicitly control data distribution so as to take advantage of the deep memory hierarchy, while relieving them from error-prone orchestration of communication and synchronization at run-time. The DSA system is developed as an integral component of mobility support middleware for grid computing so that DSA-based virtual machines can be reconfigured to adapt to the varying resource supplies or demand over the course of a computation. The DSA runtime system also features a directory-based cache coherence protocol in support of replication of user-defined sharing granularity and a communication proxy mechanism for reducing network contention. We demonstrate the programmability of the model in a number of parallel applications and evaluate its performance on a cluster of SMP servers, in particular, the impact of the coherence granularity.     

Super－Object模型：在分布存储器多计算机上实现共享存储器程序设计模式

Ｓｕｐｅｒ－Ｏｂｊｅｃｔ模型提出了一种新的方法，在分布存储器多计算机上实现语言级虚拟共享存储器以支持共享存储器通信模式．Ｓｕｐｅｒ－Ｏｂｊｅｃｔ模型引入新的概念ｓｕｐｅｒ－ｏｂｊｅｃｔ，不同于其它模型，基于ｓｕｐｅｒ－ｏｂｊｅｃｔ，它提出了新的共享数据定位方法，全局地址标识（ｎａｍｅ，ｏｆｆ－ｓｅｔ）．Ｓｕｐｅｒ－Ｏｂｊｅｃｔ模型与Ｆｏｒｔｒａｎ７７结合，我们实现了一个运行时间系统和库调用，支持程序员使用Ｆｏｒｔｒａｎ语言编写并行程序，最后介绍了系统的实现和取得的性能．     

DSDM:一种基于机群系统的多屏显示接口

利用多个计算机的显示卡和显示屏幕（或外接的投影仪）实现基于机群系统的多屏显示，是一种非常有前途的实现廉价高清晰度显示的技术途径，提出的多屏显示接口为开发多屏显示应用提供了一个多计算机显示内存的统一映像，并同时具有支持并行程度开发的显示同步机制，从而在很大程度上简化了多屏显示应用的模型。     

PC机群上JIAJIA与MPI的比较

对JIAJIA和MPI (message passing interface)是进行了比较.JIAJIA和MPI分别代表共享存储和消息传递的编程模式.MPI显式进行数据传输,编程复杂;JIAJIA由底层维护数据一致性,并附加提供简单的消息传递函数,编程容易、灵活.JIAJIA分配共享内存时开销较大,初始化时间比MPI长.提出了一个关于并行加速比与进程数目之间关系的近似经验公式,推出JIAJIA和MPI性能差距随着进程数目的增多而增大的结论.测试结果表明,大部分应用程序的JIAJIA和MPI版本的并行性能差距不超过10%.对于通信量很小的应用程序,其JIAJIA和MPI的性能差距较小,而通信量本身较大的应用程序,其JIAJIA和MPI的性能差距主要取决于运行时产生的实际通信量.     

Program Development Tools for Clusters of Shared Memory Multiprocessors

Applications are increasingly being executed on computational systems that have hierarchical parallelism. There are several programming paradigms which may be used to adapt a program for execution in such an environment. In this paper, we outline some of the challenges in porting codes to such systems, and describe a programming environment that we are creating to support the migration of sequential and MPI code to a cluster of shared memory parallel systems, where the target program may include MPI, OpenMP or both. As part of this effort, we are evaluating several experimental approaches to aiding in this complex application development task.     

Experiments with Parallelizing Tribology Simulations

Different parallelization methods vary in their system requirements, programming styles, efficiency of exploring parallelism, and the application characteristics they can handle. For different situations, they can exhibit totally different performance gains. This paper compares OpenMP, MPI, and Strings for parallelizing a complicated tribology problem. The problem size and computing infrastructure is changed to assess the impact of this on various parallelization methods. All of them exhibit good performance improvements and it exhibits the necessity and importance of applying parallelization in this field.     

基于Linux的软件DSM实现

分布式共享存储系统在分布式存储器的基础上构造逻辑上的共享存储模型。提出了在操作系统层实现分布式共享存储的系统框架，并以Linux操作系统为平台介绍了其实现。该系统提供简单的调用接口，并与Linux内存管理框架紧密结合。通过采用合适的DSM一致性协议提高了整体性能。