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数组维度类型程序设计方法及高性能FFT实现
引用本文:崔翔,李晓雯,陈一峯. 数组维度类型程序设计方法及高性能FFT实现[J]. 软件学报, 2015, 26(12): 3104-3116
作者姓名:崔翔  李晓雯  陈一峯
作者单位:高可信软件技术教育部重点实验室(北京大学), 北京 100871;数学工程与先进计算国家重点实验室, 江苏 无锡 214125;河南大学计算机与信息工程学院, 河南 开封 475000,解放军防空兵学院, 河南 郑州 450000,高可信软件技术教育部重点实验室(北京大学), 北京 100871;数学工程与先进计算国家重点实验室, 江苏 无锡 214125
基金项目:国家自然科学基金(61240045,61170053,61432018,61379048);国家高技术研究发展计划(863)(2012AA010902,2012AA010903);中国博士后科学基金(2013M540821);数学工程与先进计算国家重点实验室开放课题(2013A12);河南省教育厅科学技术研究重点项目(13A520065)
摘    要:异构集群多层次异构存储的特点,决定了在其上进行计算时,数据需要进行更多维度的划分.现有集群程序设计语言缺乏对多维数组传输和转置的统一表示机制.介绍多维数组维度转置的表示方法和课题组实现的Parray语言,可以对异构集群复杂数据维度变换的数据操作进行清晰表示.同时介绍基于数组维度类型程序设计方法和Parray语言实现的天河1A系统上的大规模3维FFT,该算法代码实现简洁,同时得到了良好的性能和可延展性.

关 键 词:异构集群  集群程序设计语言  离散傅里叶变换(FFT)
收稿时间:2013-11-28
修稿时间:2014-12-09

Programming Method of Dimensional Array Types and High Performance FFT Implementation
CUI Xiang,LI Xiao-Wen and CHEN Yi-Feng. Programming Method of Dimensional Array Types and High Performance FFT Implementation[J]. Journal of Software, 2015, 26(12): 3104-3116
Authors:CUI Xiang  LI Xiao-Wen  CHEN Yi-Feng
Affiliation:State Key Laboratory of Mathematical Engineering and Advanced Computing, Wuxi 214125;College of Computer & Information Engineering, He'nan University, Kaifeng 475000, China,Air Defense Forces Academy, Zhengzhou 450000, China and State Key Laboratory of Mathematical Engineering and Advanced Computing, Wuxi 214125
Abstract:Because a heterogeneous cluster relies on a heterogeneous storage system, the data needs to be divided in a multidimensionally manner when doing computation on it. Current cluster-level programming languages have no unified representation mechanisms of transmission and transposition of multi-dimensional arrays. This article describes the programming method based on multi-dimensional array types and the Parray language, which can be used to represent the complex multi-dimensional data transposition on heterogeneous clusters in a clear way. A large-scale three-dimensional FFT implementation on Tianhe 1A based on the array type programming method and Parray is also introduced. The final code is very simple but gets a good performance and scalability at the same time.
Keywords:heterogeneou clusters  cluster programming language  discrete Fourier transform(FFT)
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