MPI+OpenMP环境下的二元合金三维相场模型的并行方法

针对二元合金三维相场模型模拟研究中存在的计算区域小、计算效率低,难以满足二元合金大规模模拟的需求,提出基于MPI+OpenMP混合编程模式的并行方法.在相同计算规模下对MPI和OpenMP并行技术的优缺点进行分析.在计算机集群环境下对MPI+OpenMP混合编程模式和纯MPI并行方法的并行效率进行对比和分析.结果证明:基于MPI+OpenMP混合编程模式可以有效地扩大二元合金三维相场模型的计算规模;在多核集群环境下,相对于纯MPI并行方法,MPI+OpenMP混合编程可以更加有效地利用多核集群的多层次结构,取得更高的加速比和计算效率.     

通信不确定MPI并行程序的测试数据自动生成方法

通过对用不确定方式传递信息的MPI并行程序进行分析, 给出测试数据自动生成的数学模型, 提出相似路径概念, 并将交叉思想与协同进化机制融入到人工蜂群算法中, 提出一种测试数据生成算法〖CD2〗交叉协同进化人工蜂群算法. 应用该算法求解并行程序的测试数据, 并与人工蜂群算法、 随机法进行对比分析. 实验结果 表明, 该方法可以求解测试数据, 并降低了时间消耗.     

基于占优关系的MPI并行程序死锁检测

随着高性能技术的发展,MPI并行程序得到了越来越广泛的应用,其可靠性也得到了软件工程界越来越多的关注.一个MPI并行程序有多个并行执行的进程,每个进程包含一系列串行执行语句.死锁是并行程序的一类典型错误,本文提出一种基于占优关系的死锁检测方法.首先,根据通信语句之间的占优关系,得到每个进程内,通信边之间的占优关系;然后,通过判定通信边占优关系是否相互违背,检测程序中的死锁.基于上述思想,开发了基于占优关系的死锁检测原型工具,用于检测多个典型的MPI并行程序.结果表明,本文方法能够检测出程序中的死锁缺陷.     

Warshall算法在MPI中的实现及优化

Message Passing Interface并行编程方法是目前编程人员广泛使用的方法之一，但此方法将并行性开发的任务完全交给编程人员，程序的质量与效率往往因编程人员水平及风格不同而各异，在Message Passing Interface环境下把传统串行程序转变为并行程序从而提高其性能．此外通过MPI所提供的函数来进一步优化并行程序以便提高其性能，     

基于MPI的反应扩散方程的并行计算

以MPI 作为编程环境,实现了反应扩散方程的并行计算.通过比较在单核和双核CPU上的运行时间,可以看出:双核CPU可以大大提高并行程序的运行效率.并且,当并行程序中的进程数为CPU内核数的整数倍时,并行程序运行效率最高.     

集群环境下并行编程环境研究

研究了集群环境下并行编程的两种模型——PVM和MPI，分析了基于PVM模型的PVM ．CPPVM2种编程工具的发展情况、编程环境及各自特点；同时分析了基于MPI模型下提供开放资源的MPICH，LAM／MPI，MPIJava编程工具的发展情况、编程环境及各自特点、提出了集群编程环境将朝着面向对象的并行程序设计、广泛的异构环境支持、高性能计算程序设计的可视化等方向发展．     

扩充OpenMP并行编程模型支持事务存储执行

虽然OpenMP是多核体系结构上的流行多线程并行编程模型,但是OpenMP编译器不检查数据相关性、访问冲突和其他可能导致程序错误执行的问题,这些问题传统上完全依赖用户使用锁机制来保证程序的正确性.锁机制的并行编程中存在并行程序效率和并行编程难度的矛盾.粒度大的锁机制编程容易,可应用的并行性挖掘比较差;粒度小的锁机制应用的并行性挖掘较好,可编程难度大,容易带来优先权倒置、死锁和锁护航等问题.通过动态二进制插桩技术,扩充OpenMP支持事务存储执行功能,可有效缓解OpenMP并行编程中并行程序效率和并行编程难度之间矛盾.     

G-MPI:一种基于网格的MPI框架及其实现

针对异构网格的复杂环境,提出了一种基于网格平台的新型消息传递接口(MPI)程序设计和运行框架Grid MPI(G-MPI),实现了网格中集群内部节点和集群外部节点的有效通信,从而提供了一个更广意义上的虚拟集群环境.G-MPI作为一个网格中间件,提供给网格平台上有并行任务需求的用户使用.G-MPI提供了C/C 编程接口,使得在集群环境下用这两种语言开发的并行程序,不必经过改动,就可以移植到网格环境下运行.网格环境下并行程序的开发,也变得相对容易.G-MPI加强对并行任务运行状态监控的同时,针对某些特殊的并行任务,给出了新框架下任务异常时的二次调度方案.应用实例验证了新框架的有效性.     

PPDT：一种并行程序调试工具

提出了一种基于C/S架构的可视化远程并行程序调试工具(PPDT).客户端基于Eclipse插件机制,提供可视化的并行程序调试接口.服务器端采用树形调试控制结构.针对PPDT中服务器端调试器命令行接口(GDB/MI)产生的调试结果消息进行分析与归并,提出了一种高效的GDB/MI结果消息解析与提取算法,同时针对提取后的消息进行分类与合并,提出了一种树形消息聚集机制.实验结果表明:PPDT具备并行程序调试器的基本功能,GDB/MI结果消息解析与提取算法以及树形消息聚集机制的引入有效缩短了调试响应时间,提高了系统调试效率.     

一种面向并行程序的代码调试分析工具设计实现

并行程序的应用在提高程序运行效率的同时,也带来了不确定性的错误.这种错误往往难以复现,传统的调试工具越发难以满足并行程序的调试需求.据此提出了一种面向并行程序错误检测以及确定性回放的方法,针对并行程序中容易发生的数据竞争、死锁、原子性违反这几类错误进行检测判断;对并行程序的运行进行插桩以保证程序重复执行时的次序一致.在此理论基础上设计实现了Eclipse插件.通过试验,该工具可以对并行程序易发的错误进行有效的检测判断,较大程度地减少程序调试的工作量.     

一个并行程序开发环境的研究与实现

文章介绍一个面向普通ＰＣ互连构成的多处理机系统的并行程序开发环境ＰａｒａＤＫ．ＰａｒａＤＫ由并行程序设计语言ＰａｒａＣ、并行操作系统ＰａｒａＯＳ和一个并行程序调试工具组成．ＰａｒａＣ是标准Ｃ＋＋扩展了支持并行的宏与库函数而成．ＰａｒａＯＳ在ＭＳＤＯＳ基础上增加了并行处理所需功能并支持多线程．对ＰａｒａＯＳ的多线程机制和线程间同步与通信的方式作了较详细的讨论，并简要介绍了并行调试工具的功能．     

基于MPI的投影法数控编程算法

提出了基于消息传递的刀位轨迹并行计算方法.该方法首先将串行计算任务合理的划分成若干并行子任务,然后动态的分配到各处理机上,能充分利用网络中空闲的计算资源,提高计算速度.分别应用于投影法和自适应投影法编程,试验结果表明该方法具有令人满意的并行加速比.     

一种量子化学有限元并行计算方法

利用有限元法计算了量子化学中双原子分子的Hartree-Fock-Slater方程,用八节点等参元来离散所要求解的方程,在计算离散后的广义特征值问题时,采用迁移式子空间迭代法来求解.本方法能以较高的精度和效率求得所需的前q维特征值和特征向量,具有编程容易、子空间维数低和占用内存少的优点.所提方法也适用于并行计算,并行程序是在微机机群系统上发展的,用SPMD(singleprogrammultipledate)模式在MPI(messagepassinginterfaces)并行编程平台上实现,MPI系统用于处理机群节点间的通信.给出计算两个双原子分子——BH分子和LiH分子基态总能量的数值算例,获得了较精确的计算结果,显示了本方法的优越性.     

基于VC．NET平台和MPI并行程序设计探索

简要介绍了MPICH2在windowsXP下的安装及其在VC．NET2005下的配置方法，通过对一个二维数组中所有元素求和的实现，论述了基于VC．NET平台和MPI进行并行程序设计的方法和技巧。     

典型并行算法的实现性能分析

讨论和分析了几种典型的并行算法及其各种处理方法在基于Windows XP环境、消息传递接口MPI并行编程环境支持和C 语言描述的编程实现问题，给出了相应并行程序详尽的计算结果，对比分析了它们的计算性能，以及它们对计算精度产生的影响。分析结论以相应并行算法的实际编程实现和试验计算数据为基础，可信度高。设计实例表明，分析方法是有效的。     

MPI并行编程环境及程序设计

通过对MPI原理和特点的研究,给出了并行MPI程序的基本设计思路和执行过程,并实现了向量相加的并行计算.     

基于时延Petri网的并行程序的分析

在分析并行程序时,很多问题需要考虑,如通信、同步、数据划分和分配、负载平衡、容错、异构、死锁及竞争等问题,采用一般方法是很困难的.时延Petri网能够很好地描述这些问题,使并行程序的分析变得简单,且有利于并行程序的分割.给出了并行程序的时延Petri网建模方法,并对一个实例进行了分析,得出了并行程序的Petri网模型,对并行程序的分析及验证打下了基础.     

基于MPI笛卡尔拓扑结构的切片性能分析

通过对MPI并行进程的拓扑结构及其通讯特点进行分析,提出了网络拓扑结构切片的思想,并实现了在MPI中对一般网络拓扑结构进行任意切片的MPI库函数。通过对MPI笛卡尔拓扑结构进行切片实验性能分析,得出构造切片通讯子进行通讯的方法要优于使用原始通讯子的方法。