基于JIAJIA系统的消息传递和共享存储编辑模式比较

为了研究基于软件DSM系统的OpenMP实现，该文以一类具有代表性的用户题为例，分别测试了其基于JIAJIA系统的两种实现力的加速比：一种是用JIAJIA提供的消息传递系统调用，实现了个类MPI版本（方式1）：另一种是用多个处理机对共享数组的读写来替代消息传递系统调用（方式2），测试结果发现，对少量处理机系统，两种方式还具有可比性，但是，随着处理机数的增多，共享存储应用的性能急剧下降。通过对测试结果的分析及对用户题的进一步测试，发现方式2的时间主要花费在做一致性处理和缺页中断处理而导致的大量小消息通信上，测试表明，JIAJIA共享存储程序一般会比MPI程序导致更重的网络负载，要在JIAJIA共享存储基础之上建立一种实用的共享并行计算环境，尤其在支持OpenMP等共享编程语言方面，还有待进一步工作。     

曙光1000A上消息传递与共享存储的比较

分布式共享存储虽然有易于编程的优点,但往往被认为效率不高、完全由软件实现的分布式共享存储系统（又称为虚拟共享存储系统）更是如此,文中以典型的消息传递系统ＰＶＭ与分布式共享存储系统ＪＩＡＪＩＡ粉列,报这两种并行程序设计环境的特点,并用７个应用程序在曙光１０００Ａ上分别比较了这两个系统的性能,实验３结果表明,ＪＩＡＪＩＡ的与ＰＶ玎当,但基于ＪＩＡＪＩＡ的并行程序设计却比ＰＶＮ简单得多。     

PC机群上共享存储与消息传递的比较

共享存储和消息传递是目前两种主流的并行编程模型.一般认为,消息传递的可编程性不及共享存储友好.OpenMP是目前共享存储编程的实际工业标准.机群OpenMP系统在机群上提供了OpenMP编程环境,具有易编程和可扩展的特点,但是其性能如何一直是关注的热点.以机群OpenMP系统OpenMP/JIAJIA和典型的消息传递系     

针对非规则应用的OpenMP制导扩展

许多非规则应用的棱心是稀疏矩阵运算．稀疏矩阵运算的特点是对一个数组元素的引用依赖于另两个数组的元素值，因此具有非规则访存特点．本文针对稀疏矩阵运算特点，提出一种新的OpenMP制导子句indirect，并在机群OpenMP系统OpenMP／JIAJIA上进行了实现．采用一个实的OpenMP应用Equake进行了测试，测试结果表明该制导扩展很有效，对于直接使用该制导子句的函数代码，其性能改进了18％，而整个应用的性能改进了15％．     

机群OpenMP系统的设计与实现

OpenMP以其易用性和支持增量并行的特点成为共享存储体系结构的编程标准．目前机群系统已成为高性能计算的主流平台,研究机群OpenMP系统对推进并行应用的开发和普及非常有意义．该文作者以软件DSM系统JIAJIA作为OpenMP的运行时系统,结合一个前端编译器OMP2JIA,在机群系统上实现了OpenMP／JIAJIA计算环境,同时在提高性能方面根据机群系统特点扩展了OpenMP制导,优化了后端运行时库。通过11个OpenMP应用,作者比较了该计算环境和一个支持OpenMP的硬件cc-NUMA系统(SGI 2100)的性能．结果表明,作者的机群OpenMP系统的7机平均加速比为4．62;SGI 2100系统为4．55,二者性能相当．     

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.     

DSM系统中共享存储抽象机制的实现

虽然ＤＳＭ系统相互之间差异很大，但ＤＳＭ存在一个共同特征，即提供共享存储抽象机制。本文分析了ＤＳＭ系统共享存储抽象机制的实现，总结了各种不同的实现途径、实现细节及各自的优缺点，指出了ＤＳＭ发展的趋势及一些亟待解决的问题。     

基于SMP集群系统的并行编程模式研究与分析

并行计算技术是计算机技术发展的重要方向之一,SMP与集群是当前主流的并行体系结构。当前并行程序设计方法主要采用基于消息传递模型的MPI和基于共享存储模型的OpenMP,两种编程模式各有特点和适用范围。对SMP集群以及MPI和OpenMP的特点进行了分析,介绍了在SMP集群系统中利用MPI和OpenMP混合编程的可行性方法。     

基于SMP集群的MPI+OpenMP混合编程模型研究

讨论了MPI+OpenMP混合编程模型的特点及其实现方法。建立了对拉普拉斯偏微分方程求解的混合并行算法,并在HL-2A高性能计算系统上同纯MPI算法作了性能方面的比较。结果表明,该混合并行算法具有更好的扩展性和加速比。     

可恢复的软件DSM系统JIACKPT

软件DSM(distributed shared memory)系统在机群上构造了共享存储编程环境,结合了共享存储的易编程性和机群的可扩展性,引起了广泛的研究.由于软件DSM系统是一个分布式系统,系统失败风险大,需要实现容错技术以促进其实用化.利用用户级检查点技术,在支持域存储一致模型的软件DSM系统JIAJIA的基础上,设计并实现了一个可恢复的高可移植的软件DSM系统JIACKPT(JIAjia with ChecKPoinTing).由于采用适合软件DSM系统的强全局一致状态以及多种优化措施,JIACKPT易于实现且获得很好的性能.在一个8节点的PC机群上的应用测试表明,即使每分钟做一次检查点,大部分应用的检查点开销也小于10%.此外,JIACKPT还具有高可移植性.这些都表明JIACKPT已经成为一个比较实用的系统.     

Shared Memory vs. Message Passing: The COMOPS Benchmark Experiment

This paper presents the comparison of the COMOPS benchmark performance in MPI and shared memory on four different shared memory platforms: the DEC AlphaServer 8400/300, the SGI Power Challenge, the SGI Origin2000, and the HP-Convex Exemplar SPP1600. The paper also qualitatively analyzes the obtained performance data based on an understanding of the corresponding architecture and the MPI implementations. Some conclusions are made for the inter-processor communication performance on these four shared memory platforms.     

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。     

访存密集型应用在SMP机群系统中的性能分析

SMP机群系统因其良好的性价比、卓越的可扩展性与可用性，逐渐成为当前高性能计算机领域的主流结构．这种结点内共享存储、结点间消息传递的两级混合结构是目前并行计算研究的热点,在单个SMP结点中，总线和内存带宽是否满足CPU和I／O的需求对于访存密集型应用的性能影响很大。本文针对访存密集型应用的特点测试分析了在SMP机群中访存冲突对系统性能的影响，结果表明我们的SMP结点存在性能瓶颈，这种量化分析对于设计大规模的基于SMP的机群系统有很好的指导意义．     

若干发展的消息传递界面：PVMPI，IMPI与FT—MPI

本文介绍了诸如PVMPI、IMPI的改进型消息传递界面(在异构环境中不同的MPI实现能够彼此互操作)，也介绍了具有容错能力的FI—MPI。分析了MPI的特征和体系结构及其性能。     

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。     

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.     

Performance Evaluation of a Multi-Zone Application in Different OpenMP Approaches

We describe a performance study of a multi-zone application benchmark implemented in several OpenMP approaches that exploit multi-level parallelism and deal with unbalanced workload. The multi-zone application was derived from the well-known NAS Parallel Benchmarks (NPB) suite that involves flow solvers on collections of loosely coupled discretization meshes. Parallel versions of this application have been developed using the Subteam concept and Workqueuing model as extensions to the current OpenMP. We examine the performance impact of these extensions to OpenMP and compare with hybrid and nested OpenMP approaches on several large parallel systems.     

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。