多核构架下基于OpenMP的Huffman压缩算法并行程序设计研究

发布时间：2020-01-24 20:31

【摘要】：随着微处理器技术的不断发展,以往从提高直线指令的吞吐率及时钟速度来提升计算机的运行速度已经无法满足需求,因为到了后期设计人员越来越感觉到半导体的物理特性对处理器时钟频率速度的提升会有一定地限制,从而希望通过其他途径提高计算机性能。而设计多核处理器以及程序并行就是常用的途径之一。这使得多核处理器的革命给整个计算机领域带来了前所未有的挑战和机遇。为了更加充分地利用多核处理器,程序需要同时做更多的事情。应用程序的设计者们也为了满足多核处理器的需求需要花费大量的时间对代码进行升级和测试。在并行程序设计上没有简单、自动化的途径可循,也使得多核程序设计需要付出更多的努力。本文是在此背景下对多核程序设计的一种探索,在OpenMP模型下以赫夫曼算法为基础设计并行压缩程序。首先对传统的串行程序进行分析,并利用Intel性能分析器找到串行程序的热点代码。然后再对热点代码进行并行程序设计。Intel Vtune性能分析器能够发现程序中的耗时部分,而无需对应用程序进行特殊的构造,使应用程序开发人员了解程序行为、发现性能瓶颈、明确优化方向。用OpenMP的基本结构进行并行程序的设计之后,借助开发工具对并行程序进行优化和调试,得到改进方案。然后在双核处理器上分别运行串行程序与并行程序,将两者进行性能上的比较,加速比可以达到1.5-2倍,可见性能得到较大提高。最后以这个实现的算法为基础探讨了影响并行程序以及多核处理器性能的一些因素。
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TP311.11;TP338.6

【参考文献】