多核微机基于OpenMP的并行计算

随着四核微机走向市场和八十核处理器在实验室研制成功,多核正引领软件研发发生基础性变化。开发人员需要在代码中添加线程来利用系统所提供的多个内核,从而提升PC应用软件的功能和性能。文中探讨在多核微机上进行并行计算的实现技术。介绍了共享存储系统并行编程接口OpenMP的模型、指令和库函数,以及Intel C 编译器9.1和Microsoft Visual Studio 2005等对OpenMP的支持;着重探讨了二维离散快速傅里叶变换并行算法的设计、实现与优化技术;展望了高性能并行计算软构件库的开发前景。     

基于OpenMP多核架构下并行蚁群算法研究

研究了一种基于OpenMP技术的多核架构下并行蚁群算法,通过在TSP问题中的实验表明,该算法易于操作,而且充分利用了多核处理器并行计算的优势,提高了算法的运行效率。     

基于Erlang的多核并行计算N-皇后问题

为了充分利用多核CPU的资源,利用并行计算来处理问题已逐渐成为主流。利用Erlang中的并行机制计算N-皇后问题,设计并实现了并行计算N-皇后问题的算法。实验结果表明,该算法有效地提升了多核计算机资源的利用率,提高了求解问题的效率。此外,由于Erlang本身具有数据处理上限只受硬件处理能力限制的特性,算法可扩展性也比较强。     

基于多核微机的微粒群并行算法

提出了一种基于Logistic模型的惯性权重非线性调整策略,采用OpenMP多线程编程,在微机上实现了微粒群算法的多核并行计算。通过对BenchMark测试函数集中的5个函数进行测试,试验结果表明,采用基于Logistic模型的惯性权重非线性调整策略在算法成功率和收敛代数都优于线性调整策略,而基于OpenMP的微粒群多核并行计算使得计算速度得到提高。     

多线程技术与并行计算

1 引言自七十年代以来,多线程技术已逐渐渗透到计算机体系结构的方方面面。出现了多线程结构的并行机,如Tera(1990),Stanford的DASH(1988),MIT的Alewife(1989),等;在操作系统方面,CMU的Mach/OS(1986),Solaris、AIX、Linux等Unix操作系统,以及目前流行的PC机操作系统Windows系列等,都已不同程度地采用了多线程技     

基于多核的并行操作转换算法

操作转换算法是实时协同编辑系统首选的并发控制算法,它不仅能提供不受限的交互,而且维护分布式操作的意图一致性。然而随着操作数目的增多,操作的响应时间也会延长。结合多核多线程技术的发展,提出了第一个并行的操作转换算法,其能减少远程操作集成到本地站点的时间开销。对传统的串行算法进行了改造,使得具有计算依赖的过程能够并行化。实验结果表明,提出的算法相较于传统算法具有较大的优势,在处理较大操作历史的情况下依然能够保证操作合理的响应时间。     

基于OpenMP的动态模式识别并行计算

考虑到实现确定学习理论中的动态模式识别过程耗时过多,提出一种适用于识别过程计算的多核并行技术。以压气机Mansoux模型为研究背景,首先对其模式获取和识别的过程进行简单描述,其次,在四核PC的硬件平台上,使用OpenMP编程,实现了对动态模式识别的并行计算。通过设置不同的线程数,讨论了几个影响并行程序性能的重要因素。结果表明,要综合考虑各种因素的影响才能设计出高效的并行识别程序。     

OpenMP的多核并行程序设计

介绍一种多核并行编程标准OpenMP,对循环并行化的指令和使用方法进行详细解释,并给出实例证明使用OpenMP对多核环境下程序效率的提高。     

基于OpenMP的电力系统潮流并行计算研究

随着电网规模的扩大,电力计算越加复杂,传统串行计算方法难以满足电力系统模拟和实时控制的仿真要求。引入并行潮流计算是解决电力系统计算耗时过多的重要途径。本文介绍了并行技术,基于OpenMP编写了潮流计算程序,用串行和并行两种方式对标准测试系统的潮流进行测试。结果显示使用了并行技术的程序计算时间明显优于串行,因此使用OpenMP技术是一种低成本、高效率的解决方案。     

芝麻开门——发现多核并行计算的宝藏

“我有一位在金融行业的朋友,他在股票和证券领域成绩斐然。有一次我去参观他的工作室,发现他正在运用大量的计算资源对市场上的交易数据进行计算,他告诉我,日常交易大约需要采用400台PC服务器对实时产生的大量数据进行计算。”平素总是面带微笑的王文汉博士给记者讲这个故事时眼神中不无忧虑。“今天看来,计算需求似乎永远也无法完全满足。”     

多核计算机上的并行计算

研究了多核计算机上0penMP＋Vc＋＋编程模式的并行程序,并在双核和四核计算机上分别使用传统算法和并行算法计算数列求和、矩阵乘积及矩阵Cholesky分解。试验表明,传统串行程序只能利用多核计算机的一个核资源,而采用OpenMP程序的并行效率很高。     

一种基于动态并行区的OpenMP程序开发模式

通常,OpenMP程序开发将开发过程、程序正确性检测和性能分析分离开来.为此,提出动态并行区的概念,并在此基础上提出一种新的OpenMP程序开发模式,将OpenMP程序的开发过程、正确性检测和性能分析紧密地联系起来.在OpenMP程序开发的每一阶段,都能确保程序的正确性;同时,通过精确的性能分析与细微的性能调整,使得OpenMP程序的性能随开发的不断深入而逐步得到改进.据此开发的NPB2.3 OpenMP Fortran版的实测结果显示出该模式的可行性.     

非线性扩散方程的显式并行计算

在分布共享的多核集群系统中,提出一种求解非线性扩散方程的显式数据分布OpenMP并行计算方法。将数据进行分布式划分后分配到每个OpenMP线程,通过数据拷贝实现同步计算,并设计全局归约算法减少障碍同步次数。性能分析和测试结果表明,该方法在 4核Xeon处理器构成的分布共享集群系统上可扩展到1 024个CPU核,相对于64个CPU核,其加速比为7.06。     

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集群的多层次并行编程模型与并行优化技术*

详细描述了适用于SMP集群这种多层次并行体系结构的混合并行编程模型MPI／OpenMP,它提供了实现SMP节点间和节点内多层次并行的机制。在此基础上结合实用的性能评价方法,分别介绍了MPI,OpenMP和单处理器三个层次上的一些常用和有效的并行优化技术,并指出单处理器性能优化是提高并行程序性能一个不容忽视的问题。     

多核环境下边缘提取并行算法研究

随着处理器由高主频的单核处理器逐步转向片上多核处理器(CMP),计算机并行处理能力不断提升。通过分析GIS串行算法面临的性能瓶颈,利用CMP的优势,采用线程级并行处理栅格数据。针对边缘提取算法,深入分析和比较了MPI、OpenMP等当前主流的并行编程模式,提出了并行性能估计模型。基于OpenMP编程模型分析线程数、调度方式和分块大小对算法并行性能的影响,实现边缘提取最优并行。实验证明,性能评估模型能够准确预测CMP环境下的并行性能,基于OpenMP实现的边缘提取并行算法能够提高图像边缘提取效率。     

多群粒子输运问题在多核集群系统上的混合并行计算

本文分析了非结构网格多群粒子输运Sn方程求解的并行性,拟合多核机群系统的特点,设计了MPI/OpenMP混合程序,针对空间网格点采用区域分解划分,计算结点间基于消息传递MPI编程,每个MPI计算进程在计算过程中碰到关于能群的计算,就生成多个OpenMP线程,计算结点内针对能群进行多线程并行计算。数值测试结果表明,非结构网格上的粒子输运问题的混合并行计算能较好地匹配多核机群系统的硬件结构,具有良好的可扩展性,可以扩展到1024个CPU核。     

基于混合并行的Kriging插值算法研究

普通Kriging方法是进行空间降水插值的一种有效方法。然而一方面由于海量数据插值计算量大,另一方面该算法的时间复杂度大,为减少空间降水插值的计算时间,采用OpenMP和MPI混合并行技术,实现Kriging并行算法。在Windows操作系统上搭建并行计算环境,实验数据表明,该并行算法能有效地节省计算时间。