消息传递并行编程环境MPI

本文介绍了消息传递接口MI的基本原理、编程方法和几个基本函数。     

可移植的异构并行编程环境PVM

记得70年代美国宇航局的工程师们为了解决某个计算问题而将9个CPU搭成3×3的处理器阵列来并行执行。人们认为这一天就是并行计算的诞生日。 今天,我们到很多科研单位都会发现,由于实际问题规模的不断扩大、算法的复杂性不断提高,单个的计算机已经不能解决规模如此之大的问题,研究人员往往借助于网络机群系统的整体聚合处理能力来解决实际应用问题。如何调度多个计算机的资源来协同解决一个大型问题呢?用户如何编写一个让所有计算机同时为自己服务的并行程序呢?是不是只有那些精于科学研究的工作人员才能学会这些?笔者百思不得     

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Message Passing的并行编程环境

在分布式并行计算机系统中，由于处理机间无共享内存，因此采用了ＭｅｓｓａｇｅＰａｓｓｉｎｇ方式实现处理间的通信。文中讨论了基于ＭｅｓｓａｇｅＰａｓｓｉｎｇ的并行编程环境所应具备的特点，然后介绍几种被人们普遍接受的并行编程环境。     

并行计算机用户环境的设计与实现

随着计算机技术的飞速发展,并行计算机用户环境的设计日益成为一个至关重要的问题。它是并行计算机用户的工作平台,并行计算机用户环境的优劣将直接影响到高性能计算机的发展和应用,文中分析了并行计算机用户环境设计中存在着的诸多问题,从理论模型、实现方法深入探讨了如何解决这些问题;以此设计和实现了曙光２０００Ⅱ的用户环境;同时进一步讨论了用户环境体系结构的可扩展性。     

简化并行编程

利用统计模型,计算机科学家已经证明,某些种类的并行算法并非像以前认为的那样困难。来自麻省理工学院、以色列理工学院以及微软的研究人员发现,对于非阻塞并行程序,采用无锁定算法可以达到和无等待算法同样的效果,却能使运算得以简化。非阻塞算法保证了一个共享资源被多线程征用时,不会因线程互斥性而被迟滞执行;从理论上讲,无等待算法在处理极端情况下更具有优势,但这种情况发生的概率实在太低,因此相比无等待算法,无锁定算法会在大部分情况下呈现简化优势。     

BJ—1并行计算机的并行程序设计语言

本文介绍了ＢＪ－１并行计算机系统中并行Ｃ（ＢＰＣ）／并行ＦＯＲＴＲＡＮ（ＢＰＦ７７）语言的设计思想和实现技术。     

一种跨平台的并行编程框架设计与实现

并行程序设计的复杂性及并行计算平台的多样性导致程序可移植性较差。为此,设计并实现一种跨平台、分层次的并行编程框架OpenCH。该框架通过两层并行函数库和层次化的API设计,对上层应用程序隐藏并行化细节,为基于不同计算平台的库函数设计了统一的函数接口,使底层平台的变化对上层应用程序透明。根据底层函数库的开发,给出一种填充式的编程方法和任务调度系统。将OpenCH应用于遥感影像分类,实验结果证明,基于该框架开发的并行程序可运行于多种并行计算平台,并具有较高的并行加速比,编程框架本身造成的时间开销低于15%。     

基于CORBA的并行编程环境的设计与实现

作者设计并实现了一种基于CORBA模式的并行编程环境POVPE（并行面向对象可视编程环境）,它将传统的单机编程环境中的功能模块在分布式系统环境中进行了分布组织,并用CORBA完成分布模块的交互。文章介绍了该系统的功能描述和体系结构,着重阐述了瘦客户编程、实时远程编译、离线运行等关键技术,并从语言的角度给出了系统的实现方法。     

可视化约束程序编程环境的设计与实现

该文提出了一种应用于多数化CAD系统的面向约束的程序设计思想,开发了一个实用的可视化约束程序编程环境。不仅简化了用户在参数化图形设计过程中大量约束程序的编程,而且提出了一种应用于参数化CAD系统设计图形约束程序的可视化方法。     

一种典型并行程序风范--"管理者-工人"的设计模式开发与实现

PVM／MPI并行编程方法是目前编程人员广泛使用的方法之一，但此方法将并行性开发的任务完全交给编程人员．由于系统开发方法的缺乏以及编程人员水平与风格的差异，软件的质量与效率往往难以得到保证。为此，本文在PVM／MPI并行编程方法研究的基础上，引入了设计模式的思想，并针对一种典型的并行程序风范——“管理者-工人”设计模式的思想进行了定义、描述与实现。编程人员通过使用本文实现的设计模式，极大地减轻编程负担，有效地提高并行程序的可编程性，有利于在解决可适用管理者-工人并行程序风范的一类问题时得到结构良好的并行程序。     

异构型计算与并行程序设计环境

异构型计算能有效地利用多种不同的高性能计算机，以满足大型计算问题的不同计算需求。本文着重讨论了支持异构型计算的并行程序设计环境所需具备的功能，并以目前最流行的ＰＶＭ和Ｅｘｐｒｅｓｓ系统为例进行说明。     

银河－Ⅱ并行程序设计环境

本文阐述的银河－Ⅱ并行程序设计环境ＫＤ－ＰＡＳＴＥ以相关分析理论为基础［１］，充分挖掘应用程序的向量成分，并同时对程序的微任务化［１］进行了探索。该系统功能齐全，使用方便，可移植性强。     

面向国产异构众核系统的Parallel C语言设计与实现

异构众核架构具有超高的性能功耗比,已成为超级计算机体系结构的重要发展方向.但众核系统更为复杂的并行层次和存储层次,给编程和优化带来了极大的挑战,因此研究面向众核系统的并行编程技术,对于降低国产众核系统并行应用的编程难度、提升并行程序的性能都具有重要的意义.提出统一架构的多模式并行编程模型,包括异构融合的加速运算模型和按同构方式编程的自主运算模型,根据编程模型设计了Parallel C语言,能有效描述国产众核系统的异构并行性,与其它众核系统上MPI+X的使用模式相比,编程和系统优化都具有全局视角,在多级局部性描述、单边消息、兼容已有多核应用等方面具有特色;基于Open64构建了Parallel C编译系统,全面支持加速运算模型和自主运算模型,提出并实现了数据布局与自动DMA、编译指导的线程代理和拓扑位置感知的集合通信等优化.Micro Benchmark和实际应用在神威太湖之光计算机系统上的测试数据表明,Parallel C语言和编译系统具有良好的性能和可扩展性,能够有效支撑大型应用.     

基于模式的并行编程环境中任务队列模式的研究与实现

并行程序的设计是并行计算的难点之一。本文在基于模式的并行编程方法的基础上,对一种典型的并行计算与通信模式-任务队列模式进行了深入的研究,并在基于模式的并行编程环境中对该模式进行了实现。本文将通过两个典型的应用实例说明在基于模式的并行编程环境中使用任务队列模式进行问题的并行求解与并行程序开发的过程,并从实现效率和可编程性方面对使用任务队列模式的并行程序和传统的MPI/PVM实现的并行程序进行了分析与比较。     

面向混合并行计算系统编程环境的研究与实现

分析了基于CMP节点的混合并行计算系统并行处理模式,基于分层次的自顶向下、逐步细化的思想,设计并实现了面向此类混合并行计算系统的编程环境,从而大大降低程了序设计人员在此类环境下编写并行应用程序的复杂度,减少了程序编码错误,提高了编程人员的效率。     

数据流Java并行程序设计模型的设计、实现及运行时优化

提出了一种具有数据流特征的Java并行程序设计模型,并针对该模型提出了一种基于运行时信息反馈的自适应优化算法,使得运行时系统可以利用数据流程序所暴露出的数据并行性,加速程序的运行.此外,在该模型中加入了数据流多态的概念,扩展了该模型的面向对象特性.在一个实际的开放源码Java虚拟机中实现了上述程序设计模型及优化方法.在实际多核多线程机器上的实验结果表明,所提出的程序设计模型及优化能够充分利用硬件的并行处理能力,显著地提高了程序的性能.