Win32平台基于通信的多核并行编程方法

随着计算机硬件的发展,多核并行计算在计算机软件及应用领域的出现率也越来越频繁。目前的多核编程模型采用线程级并行模型,现有的多线程并行编程模型主要有线程库、指令模型和任务式模型三种。提出一种与MPI并行编程模型相似的基于通信的方法在Win32平台上来实现并行编程,在此基础上实现MTI并行编程模型。通过若干典型的测试给出使用MTI进行并行编程的执行结果,结果表明MTI是有效、易用的。     

基于标记语言的跨平台并行编程框架设计

大量遗留的串行代码需要进行并行化改造,而并行程序复杂性及并行计算平台多样性导致改造成本较高.为此,设计了一种基于标记语言的三层并行编程框架,完成了从串行程序层到并行中间代码层、并行中间代码层到目标并行编程语言程序层的二个转换阶段.采用对串行代码进行语言标记的方法来实现并行中间代码层,该代码层实际是共享存储、分布式存储并...     

基于多核处理器的并行编程模型

为解决传统编程模型与并行架构间存在的矛盾,针对多媒体和网络应用程序的特点,提出一种基于多核处理器的并行编程模型,该模型采用节点化的并行程序描述方式,将并行编译器划分到多个核上运行。实验结果表明,这种新的并行编程模型能有效提高程序的执行效率。     

多核多线程环境下的程序并行优化方法

受到功耗和温度的限制,传统的单核处理器性能难以提升,多核计算成为新的处理器模式。然而现有的多线程程序设计是以单核处理器为基础发展而来,无法高效利用多个处理核心来提升性能。以OpenMP为基础,对程序进行多线程优化,以实现多核处理器上多线程的并行,并通过经典的N皇后问题案例进行验证。     

基于多核实时操作系统的配置工具设计

多核实时操作系统相对于单核操作系统功能更多,使用也更为复杂。针对多核操作系统的配置、裁剪、移植带来不便的问题,提出一种多核实时操作系统的应用配置工具,该工具可以提高基于多核实时操作系统的应用开发效率,大幅降低出错率。首先,针对重庆邮电大学自主研发的多核控制操作系统(CMOS),对配置工具进行层次模块化设计,并根据CMOS需求设计一种可视化配置工具,完成界面生成引擎与代码自动生成;其次,为保证配置的逻辑正确性,提出了配置关联性检测。实验表明,多核操作系统配置工具的代码生成时间短、错误率低,适用于操作系统CMOS,从而验证了该配置工具的可行性;与开发人员自主查错方式相比,关联性检测提高了查错速率,能快速定位错误代码位置,保证配置文件生成的正确性,因此该配置工具可以有效促进CMOS多核操作系统的应用。     

面向多核处理器的多实例并行BGP协议模型设计与实现

开发BGP的线程级并行可以满足不断膨胀的互联网应用对协议性能的迫切需求。本文提出了一种面向多核处理器的多实例并行BGP协议模型,它以邻居会话划分为基础,借助数据并行思想实现了不同邻居会话在多个线程上的并行处理。首先,通过分析BGP协议特点,我们给出了该模型的总体框架设计,然后在Quagga BGP的基础上完成了具体实现。在Intel Xeon四核服务器上的性能测试结果显示,多实例并行BGP协议较BGP协议的性能加速均值在2.73左右,并且能够有效利用多核处理器计算资源,为改善协议处理能力提供了更大的提升空间。     

基于Linux的多核并行可伸缩函数式编程研究

现有编程模型在面向多核并行计算时,通常表现出线程安全和数据同步控制困难,以及通用性差等问题.在函数可以摆脱状态信息的特点基础上,提出基于Linux平台的多核并行可伸缩函数式编程模型.利用函数的复合和嵌套来描述应用程序任务,完成编程过程中的数据传递和问题拆分,考虑到语法解析与编译过程对模型构建的约束,采用运行时构建动态树...     

基于通用多核处理器平台的并行基因表达式编程算法

基因表达式编程(Gene Expression Programming, GEP)是一种计算量大且通用性强的新型进化算法,其传统计算形式不能充分利用目前主流的多核处理器。为提高算法效率,提出了基于通用多核处理器平台的并行基因表达式编程算法(Parallel Gene Expression Programming Based on General Multi-core Processor, PGEP-MP)。主要工作包括:O)分析通用多核处理器平台下并行基因表达式编程算法的机理;(2)利用MPI和()pcnMP混合编程模型设计基于通用多核处理器平台的基因表达式编程算法的粗粒度与细粒度相结合的并行模型;(3)提出改进PEEP-MP算法效率的进化策略;(4)通过对函数挖掘和分类的实验证明,PEEP-Ml〕算法提高了函数挖掘和分类的效率,在并行双核处理器数为4的情况下,PEEP-MP的平均并行加速比分别是传统GEP算法的4. 22倍和 4. 06倍。     

多核并行技术在分子动力学模拟中的应用

为了充分利用多核处理器资源,研究了一种用于分子动力学模拟中的多核并行技术。在多核处理器上利用OpenMP技术实现多线程创建与同步、动态设置子线程的调度运行方式以及负载均衡以减少子线程执行等待时间。通过对不同分子体系结构下的动力学模型测试,得出在不同子线程下并行计算的时间,并且得到了良好的性能加速比。实验结果表明,采用OpenMP并行技术可有效地提高电荷求解过程在分子动力学模拟运算中的时间效率,以及多核计算机资源的利用率。     

多核机群上数据密集型应用并行程序性能优化

在异构多核机群系统上利用数据任务块的动态调度策略和全锁定技术,给出一种面向数据密集型应用的结点内主存和可用的共享二级缓存大小中动态调度数据块的多进程级和多线程级并行编程机制,给出了优化数据密集型应用并行程序性能的策略和技术。在多核计算机组成的异构机群上并行求解随机序列多关键字查找的实验结果表明,所给出的多核并行程序设计机制和性能优化方法可行和高效。     

有限元单元计算子程序的OpenMP并行化

Intel和AMD双核乃至4核处理器的推出,使得并行计算已经普及到PC机。为了充分利用多核,需要对原有程序进行多线程改造,使其充分利用多核处理带来的性能提升。该文利用共享存储编程的工业标准OpenMP对有限元方法涉及的单元计算子程序进行了并行化实现。在机群的一个双CPU的SMP节点上的测试表明,共享并行化使得该单元子程序的性能提高了一倍。     

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。     

主流代码生成方法的分析与比较

代码生成技术是解决软件开发周期长、软件成本日益增长、代码的重复书写等问题现实可行的途径。首先,对代码生成的原理和特点进行介绍,总结和分析国内外提出的代码生成方法;其次,以一个游戏场景为例,使用3种主流的代码生成方法分别进行实现,分析这3种代码生成方法的优缺点;最后,对代码生成技术的发展趋势进行展望,为以后代码生成技术研究提供参考和借鉴。     

基于逐步细化快照序列的多核并行程序调试

多核并行程序的调试是一个公认的困难问题,困难主要来自于程序执行的不确定性.可重现调试(replay debug)提供了消除程序中不确定性的能力,但是现有的可重现调试解决方案都无法应用于商用的软硬件平台中,且进行调试所带来的性能损失会随着并发度的增加而超线性地增长.提出了一种基于运行快照的新型并行程序调试方法SDT(snapshot debug tool).该方法以离线的断点设置、运行快照捕捉和运行快照细化为基础,提出了一套可以指导用户由粗到细发现错误的调试过程,并在通用的软硬件平台上进行了实现.实验结果显示,在8线程的并发条件下,使用SDT调试所带来的时间性能损耗平均为5188%;同时当线程数增长4倍时,使用SDT所带来的额外时间消耗最多增长1倍,具有很好的可扩展性.记录快照的数据量是影响SDT性能的重要挑战,实验证明通过使用增量式的快照记录方式可以有效地降低需要记录的数据量,减少记录快照花费的时间,提高SDT的整体性能.     

多核处理器并行程序的确定性重放研究

多核处理器并行程序的确定性重放是实现并行程序调试的有效手段,对并行编程有重要意义。但由于多核架构下存在共享访存不同步问题,并行程序确定性重放的研究依然面临多方面的挑战,给并行程序的调试带来很大困难,严重影响了多核架构下并行程序的普及和发展。分析了多核处理器造成并行程序确定性重放难以实现的关键因素,总结了确定性重放的评价指标,综述了近年来学术界对并行程序确定性重放的研究。根据总结的评价指标,从纯软件方式和硬件支持方式对目前的确定性重放方法进行了分析与对比,并在此基础上对多核架构下并行程序的确定性重放未来的研究趋势和应用前景进行了展望。     

基于ATML标准的空空导弹ATS标准化描述

ATML标准是现今测试领域的一个信息存储和传递的标准,已日益受到各国测试行业人士的关注.它以XML文件形式组织测试过程全寿命周期信息,这种不需要任何编译环境及特定运行平台要求的信息中间载体为实现仪器可互换性和TPS重用性、可移植性提供了很好的基础,是下一代自动测试系统关键技术的重要组成部分.空空导弹的测试具有一定的特殊性,ATML标准需要进行适当的裁剪和扩充.     

AADL模型代码自动生成技术研究*

随着嵌入式系统在安全关键领域的广泛应用,必须采用现代软件工程的技术进一步提高其可信性,以保证人们的生命安全。基于模型驱动方法,对AADL（体系结构分析设计语言）模型的框架代码自动生成技术进行了研究,提出了从AADL模型元素到C和Ada的语法元素的映射规则,由此实现了自动代码生成器generator并集成在开源工具OSATE中。最后通过一个实例,说明将AADL模型自动转换为框架代码后与模块代码结合的有效性。     

一个可配置的可视化建模工具

可视化建模语言是采用图形方式对系统／软件进行描述的语言，可视化建模工具为其提供了开发环境。不同的建模工具存在的共性，使得开发一种通用的可配置的可视化建模工具成为可能。基于理论研究和工具开发的实践经验，提出定义了一套支持静态语义的可视化建模语言描述方法，并且设计实现了一个从语义、语法、图形到编辑器界面可配置的可视化建模工具。     

多核计算机上并行生成类测试用例

通过类的数据流分析计算出实例变量的“定义-使用”对信息以及成员函数的前置和后置条件,利用类的继承多态性对被测试类进行预处理。在JPF中设置搜索环境,将测试用例生成问题简化成模型检测中寻找反例的问题,提出一种在多核计算机上实现的线程级并行生成类测试用例的方法。实验结果表明,该方法可以减少测试生成所需的状态数和运行时间,算法可使用的处理核心越多、测试生成所需的时间越少。