面向OpenMP自动并行化的代价模型

现有的OpenMP代价模型较为简单,既没有充分考虑OpenMP程序的执行细节,也无法适应不同的循环并行执行方式.针对上述问题,对最先进的产品级优化编译器Open64中已有的代价模型进行扩展,以单个并行候选循环为对象,建立一种用于OpenMP自动并行收益分析的代价模型.该模型在改进了Open64原有DOALL并行代价模型的基础上,又增加了DOACROSS流水并行代价模型和DSWP并行代价模型.实验结果表明,建立的代价模型能够较好地评估循环并行执行开销的趋势,为OpenMP自动并行化中的收益分析提供了有效的支持.     

一种利用并行复算实现的OpenMP 容错机制

基于并行复算的故障恢复技术,将故障恢复的计算任务分配至未发生故障的结点上并行执行,从而显著缩短复算时间,有效降低故障恢复开销,提高并行程序容错性能.基于该故障恢复技术,提出了一种针对OpenMP并行程序的容错机制PR-OMP,有效解决了分段复算、复算负载重分布等问题;此外,还扩展了传统编译数据流分析技术,提出了针对OpenMP并行程序的数据流分析技术,并基于该技术计算状态保存开销进行优化.设计实现了用于支持PR-OMP的编译工具GiFT-OMP,并通过实验证明了PR-OMP机制及其支持工具的有效性,评估并分析了其性能和可扩展性.     

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的包络对齐并行方法研究与实现

采用加矩形窗的积累互相关法和基于Fourier变换频域移位性质的最小熵法进行一维距离像包络对齐。针对包络对齐算法数据量大、复杂度高、运行时间长等缺点,提出一种应用于多核处理器的包络对齐并行算法。该方法利用OpenMP编译指导指令#pragma omp section和#pragma omp for对积累互相关算法和最小熵算法进行多线程并行优化。理论分析和仿真实验表明,该方法大大提升了算法的执行效率。     

OpenMP任务调度开销及负载均衡分析

任务调度是OpenMP规范的重要内容。在考虑调度开销、负载均衡等多方面因素的基础上，OpenMP规范制定了静态调度、动态调度、指数动态调度和运行时调度等不同策略。详细分析了在单次循环时间相等情况下，不同的OpenMP调度策略对额外开销和负载均衡的影响；提出了选择不同任务调度策略的原则。     

面向OpenMP和OpenTM应用的并行数据重用理论

将经典的数据重用理论扩充到并行领域,分别提出了面向OpenMP和OpenTM应用的并行数据重用理论.针对重用在线程、事务中的关系,系统地讨论了并行应用中重用的分类、判定和求解方法.同时,应用这一理论研究了OpenTM循环的优化技术,以降低事务被回退的风险.最后,使用并行数据重用理论分析和统计了SPEComp2001中的数据重用.并行数据重用理论可以用于指导面向多核存储共享结构的并行程序分析和编译优化技术研究.     

并行自动测试系统的任务调度

并行测试技术的广泛应用,将是下一代自动测试系统(AutomaticTestSystem,ATS)的主要特征。通过对现有并行技术的分析,介绍了目前实现并行测试的主要方法,并根据任务量的多少提出了,相应的任务调度算法,通过实验证明算法是可行的。     

基于OpenMP的任务调度与负载均衡技术的分析与研究

本文以OpenMP规范中的任务调度为研究对象,在考虑了线程创建、调度开销和负载均衡等因素后,提出了一种任务调度的改进方法.任务调度通过线程预备队列、数据块调度队列和处理粒度动态调节等改进方法,提高多线程的任务调度性能,达到较好的负载均衡效果.     

基于OpenMP的共轭梯度法并行加速

共轭梯度法是为求解线性方程组而独立提出的一种常用的数值计算方法,被广泛地应用于天气动力、物理海洋等数值计算中,其复杂的矩阵计算产生巨大工作量,成为业务化应用过程中的计算瓶颈。利用OpenMP共享并行技术,将大量计算并行化,实现基于OpenMP的共轭梯度法并行加速,为共轭梯度法的广泛应用提供了新的计算解决方案。     

一种针对结构化并行控制机制的任务调度算法

缩短程序的执行时间是并行处理的首要目标,有效的任务分配算法是实现这一目标的关键,对机群系统来说更是如此.研究机群系统上针对结构化并行控制机制的任务调度问题,并基于贪心算法、粒度控制、反馈式分派的原则,提出近优的任务调度算法SSA(sub-optimal scheduling algorithm).实验结果表明,在机群环境下,该算法的并行计算性能与其他算法相比均有所提高.     

Static Coarse Grain Task Scheduling with Cache Optimization Using OpenMP

Effective use of cache memory is getting more important with increasing gap between the processor speed and memory access speed. Also, use of multigrain parallelism is getting more important to improve effective performance beyond the limitation of loop iteration level parallelism. Considering these factors, this paper proposes a coarse grain task static scheduling scheme considering cache optimization. The proposed scheme schedules coarse grain tasks to threads so that shared data among coarse grain tasks can be passed via cache after task and data decomposition considering cache size at compile time. It is implemented on OSCAR Fortran multigrain parallelizing compiler and evaluated on Sun Ultra80 four-processor SMP workstation using Swim and Tomcatv from the SPEC fp 95. As the results, the proposed scheme gives us 4.56 times speedup for Swim and 2.37 times on 4 processors for Tomcatv respectively against the Sun Forte HPC Ver. 6 update 1 loop parallelizing compiler.     

JAPS中任务调度协议的设计与实现

1 背景和系统概述在并行编译系统中,主要的目标是分析程序中的依赖关系。通过依赖分析得到的结果将源程序划分成可以并行执行的部分,然后在一定的运行时支撑平台上并行执行。并行执行的基本要求是程序的并行语义和串行语义必须一致。在以NOW基础的并行计算系统中,由于通信开销较大,一般需要发掘在任务层次上的并行性。相对数     

一种适用于机群OpenMP系统的有效调度算法

OpenMP作为共享存储并行编程标准,以其良好的易用性、支持增量并行等特点成为并行程序设计的主流模型之一．OpenMP标准是针对UMA共享存储结构制定的,其循环调度机制只考虑了负载平衡而无须考虑数据分布．然而在机群OpenMP系统中,数据局部性是影响性能的关键因素．针对OpenMP标准中静态调度策略不适合机群计算的缺点,提出了一个充分体现拥有者计算原则的LBS调度算法,并通过扩展制导的方式在机群OpenMP系统（OpenMP/JIAJIA)上加以实现．测试结果表明,LBS算法对于机群OpenMP系统很有效．     

一种改进的OpenMP指导调度策略研究

在科学计算中,循环结构是最重要的并行对象之一.考虑到负载平衡、调度开销等多方面因素,OpenMP标准提供静态调度、动态调度、指导调度和运行时调度等不同策略.针对指导调度策略不适合递减型循环结构的问题,提出一种改进的new_guided指导调度策略,并在OMPi编译器上加以实现.New_guided调度策略的主要思想是对前半部分的循环采用静态调度,后半部分的循环采用指导调度.针对不同循环结构,在多核处理器上对不同调度策略进行评测.结果表明,在一般情况下,OpenMP默认的静态策略的调度性能最差;对于规则的循环结构和递增的循环结构,动态调度、指导调度和new_guided策略的性能差别不大;对于递减型的循环结构,动态调度和new_guided策略的性能相当,要优于指导调度策略;对于某些极不规则的随机循环结构,动态调度明显优于其他策略,new_guided策略的性能介于动态调度和指导调度之间.     

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％．     

基于异构环境的Out-Tree任务图的调度算法

分布式应用程序的有效调度是异构计算系统中的一个关键问题。目前已有的Out-Tree任务图的调度算法大多基于同构环境而开发,未考虑处理机的异构性,导致调度的效率较低。针对异构计算环境,提出一个基于列表和任务复制的Out-Tree任务图的静态启发式贪心调度算法,其时间复杂度为O(hv^2p),其中h、v和p分别表示任务图的高度、任务个数和调度使用的处理机个数。实验结果表明,相比其他算法,该算法能提供调度长度较短、处理机使用较少的有效调度,其应用性更强。     

任务调度问题机制设计

讨论分布环境中的算法问题,即网络上的计算机不执行给定的算法,而是执行最利于其主人工作的情况。作为这样的参与者即操纵算法的代理,算法设计者应事先确保代理的利益通过真实报告是最大的。引用了机制设计的概念,主要讨论了一个具有代表性的问题一任务调度问题。该问题不能通过标准的机制设计的方法去实现,因此,文中提出了几种特别方法,包括近似机制、随机机制以及验证机制。     

空间众包任务的路径动态调度方法

空间众包用于解决带时空约束的线下众包任务,近几年得到了快速发展.任务调度是空间众包的重要研究方向,难点在于调度过程中任务和工作者的动态不确定性.为了高效地进行任务路径动态调度,提出了同时考虑任务和工作者的不确定性的空间众包任务路径动态调度方法,该方法进行了3方面的改进.首先,扩展了调度需要考虑的因素,除了考虑新增任务的...     

OpenMP多线程负载均衡调度策略研究与实现

循环并行化是OpenMP并行化程序中最重要的部分,线程数、循环体大小、调度策略等是并行化过程需要考虑的主要因素。为了在调度开销与负载均衡之间获得更好的权衡,在OMPi编译器中实现了梯式trapezoid调度策略,以提高OpenMP多线程程序的运行性能。实验结果表明,梯式调度策略应用在递减以及某些极不规则的循环结构中,在适当的线程数下,与指数调度相比,该调度策略能表现出更好的性能。