基于并行结构骨架的并行程序设计环境研究与实现

发布时间：2020-05-31 07:01

【摘要】： 随着各行业对计算能力及计算速度要求的增加,并行计算成为当今计算机科学中一个重要的研究领域。并行程序开发过程本身固有的复杂性、可靠性、可移植性等问题制约着并行程序的使用与推广,如何开发高性能、可移植的并行程序,降低并行程序的开发难度,提高并行程序的设计开发效率成为并行计算领域一个关键性问题。为解决上述问题,本文提出了基于并行结构骨架的并行程序设计模型,并以该模型为基础设计并实现了基于并行结构骨架的程序设计环境。本文对国内外在简化并行程序的开发过程方面所做的研究与探索进行了总结与分析,就基于设计模型的程序设计、并行结构骨架、算法骨架理论分析了各自的优缺点与适用范围,在此基础上引出了本文进行并行程序设计支撑平台的理论基础,就扩展性最好的并行结构骨架理论以及并行结构骨架模型进行了进一步分析。本文通过对传统并行程序设计方法进行分析,结合并行结构骨架理论提出了基于并行结构骨架的并行程序设计模型。详细描述了该模型并对模型的效果进行了评估与分析,同时说明了基于并行结构骨架的并行程序代码生成过程。在该模型的基础上,本文提出基于并行结构骨架的并行程序设计开发环境的设计方案,就系统功能、体系结构、系统数据流程、系统关键组件的设计、系统内部数据设计以及用户界面的设计进行了详细阐述。基于并行结构骨架的并行程序设计开发环境的设计充分利用了并行结构骨架的可扩展性好、灵活性强等优势,为用户提供一个方便实用的并行程序开发平台。本文以设计方案为基础借助Eclipse IDE实现了基于并行结构骨架的并行程序集成开发环境EasierParallel。该系统具有良好的可扩展性,为在该平台上进行二次开发提供了保障。从真正意义上简化并行程序设计的开发过程,提高并行程序的开发效率。
【图文】：

并行结构,行结构,并行程序设计模型

行结构骨架的并行程序设计模型是一种结构化并行程序设的引入使得用户不必关注数据通讯、同步等底层的并行实现次考虑程序并行化问题，充分利用并行算法的设计规律，使适用于一类问题。同时设计合理科学的并行结构骨架可帮助锁及非确定性问题。行结构骨架的并行程序设计模型归根结底属于软件重用技的复杂性与并行计算环境体系结构的紧耦合性，简单的并行全适用于解决不同的并行问题，只有更高抽象层的设计模式层次上的重用才具有实际的价值。以此为出发点，基于并行设计模型旨在实现设计模式层面的软件复用。行结构骨架的并行程序设计包含以下几个阶段：(1)理解与分与建立并行化策略；(3)并行结构骨架的合理选择；(4)自动架；(5)并行结构骨架具体实例化。

并行程序设计,正体,平台,集成开发环境

EasierParallel 集成开发环境针对并行程序设计开发这一特定应用领域，系在设计过程中需充分考虑到并行程序设计本身的特点与程序设计流程EasierParallel 平台的系统数据流正体现了在该平台上进行并行程序设计的开过程，，系统数据流图如下图所示：
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TP338.6

【引证文献】