基于MPI的矩阵乘法效率研究

发布时间：2018-11-06 16:06

【摘要】：并行计算是21世纪工程设计和科学计算的主旋律，它被认为是用来解决各领域问题的基本方法。随着网络速度的不断提高，并行计算已由实验为主向以计算为主转化，其典型代表就是基于Internet的网格计算和基于局域网的机群计算。由于具有较优的扩展性及性价比，机群计算已成为高效计算系统研究的热点和主流。 虽然采用并行编程环境MPI(MessagePassingInternet)组建的机群具有较高的计算性能，但是在基于此环境的并行机群内实现矩阵乘法仍存在许多待解决问题。 本文从以下几个方面进行了研究与探讨: 首先，主要介绍了并行编程的基本理论，分析了影响程序性能的因素，提出了局域网内提高并行性能的可行方法。 其次，由于当前没有专门为矩阵传输的原语，所以造成了矩阵传输较大开销。基于如上问题，提出了一种降低通信开销的矩阵传输协议。 再次，为了降低并行计算时耗，实现系统计算结点负载平衡，，提出一种新的任务调度算法。 最后，构建基于局域网内的实验平台，对以上的理论研究进行实验测试，并分析了测试结果。
[Abstract]:Parallel computing is the main theme of engineering design and scientific computing in the 21st century. It is considered as the basic method to solve problems in various fields. With the increasing of network speed, parallel computing has been transformed from experiment to computation. The typical representative of parallel computing is grid computing based on Internet and cluster computing based on LAN. Because of its excellent expansibility and cost performance, cluster computing has become the focus and mainstream of efficient computing systems. Although the cluster constructed by the parallel programming environment (MPI (MessagePassingInternet) has high computing performance, there are still many problems to be solved in the implementation of matrix multiplication in the parallel cluster based on the parallel programming environment. This paper studies and discusses the following aspects: firstly, the basic theory of parallel programming is introduced, the factors that affect the performance of the program are analyzed, and the feasible methods to improve the parallel performance in LAN are put forward. Secondly, because there are no primitives specifically for matrix transmission, the cost of matrix transmission is very high. Based on the above problem, a matrix transmission protocol is proposed to reduce the communication overhead. Thirdly, a new task scheduling algorithm is proposed in order to reduce the time consumption of parallel computing and realize the load balance of system computing nodes. Finally, the experimental platform based on LAN is constructed to test the above theoretical research, and the test results are analyzed.
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TP338.6

【参考文献】

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本文编号：2314774