MPICH标准通信模式下消息传递机制的研究

MPICH是一种重要的MPI实现,其提供的通信函数对于并行程序的性能有很大影响.论文讨论了MPI消息传递机制,详细分析了标准通信模式下MPICH消息传递的分层结构、传输接口以及消息数据发送和接收过程中的数据拷贝和队列管理的实现方法,并给出了分析结果.     

基于MPICH的MPI并行环境分析

目前国内外高性能计算机系统中最广泛使用的并行编程环境是MPI。MPI是国际上的一种并行程序的标准，具有移植性好，功能强大，效率高等多种优点。MPICH是一种最重要的MPI实现，是一个与MPI规范同步发展的版本。论文通过对MPICH源代码的分析，了解MPI函数的内部实现方式，包括：消息传递的实现方式、消息的缓存方式和数据类型的匹配和转换等，并在此基础上，进一步分析该方式的优缺点，改进MPICH的实现方式，同时可以为MPI的改进提供指导。     

MPI-2新特性及MPICH配置方法

MPI-2作为消息传递界面MPI的扩展，对其扩展部分的系统研究相对较少。首先对MPI-2扩展功能的3个主要方面进行了深入的分析和研究，然后阐述了其实现版本MPICH在Windows下的配置方法，为MPI-2的进一步应用提供了支持。     

集群系统中基于MPI的关联规则快速挖掘算法

集群系统是一种分布存储系统,它主要利用消息传递方式来实现各结点之间的通信.在集群系统中通过利用MPI中的消息传递调用接口,提出了一种基于二进制形式的数据存储和计算的高效并行挖掘算法,通过对数据对象进行一些"或"、"与"、"异或"等逻辑运算操作,降低了算法的实现难度,减小了网络通信量,提高了挖掘效率,具有较好的可行性和可扩展性.     

基于Ubuntu的MPICH2并行集群系统的构建

高性能计算是世界各国竞相发展的高科技技术,而集群系统是高性能计算技术的主流方向,本文结合了当前受到极大关注的一种Linux系统Ubuntu和MPI库的实现MPICH2,介绍了基于Ubuntu的MPICH2并行计算集群系统构建过程。     

基于MPI的并行程序设计

通过对MPI概述及MPI特点的介绍,说明MPI作为消息传递编程模型,正成为并行程序设计事实上的工业标准。MPI发送不连续数据,主要通过数据打包与解包操作,并且通过列举定积分求解的例子来说明。     

几何定理可读证明的并行化方法

为了生成传统形式的几何定理可读证明,前推法必不可少。但是现有算法在实际应用中对复杂命题的解题效率还存在问题。文中尝试用并行计算方法来提高算法效率,分析了消息传递编程模型下的任务划分、通信组织、任务调度等问题,并在MPICH2下实现了并行前向推理算法,对算法的并行性能指标进行了测试。     

MPI并行计算性能的研究

探索了一种基于Windows系统平台的、用于实现高性能计算的MPI并行环境.采用MPI最新版本MPICH2-1.0.6作为并行计算的支撑环境,通过编制的三个具有代表性的MPI并行计算程序,并在以100M bps交换式局域网作为互连的机群上和具有双核处理器的PC机上分别进行了并行效率的实际测试,得到了预期结果,并做了相应分析.     

MPI并行计算性能的研究

探索了一种基于Windows系统平台的、用于实现高性能计算的MPI并行环境.采用MPI最新版本MPICH2-1.0.6作为并行计算的支撑环境,通过编制的三个具有代表性的MPI并行计算程序,并在以100M bps交换式局域网作为互连的机群上和具有双核处理器的PC机上分别进行了并行效率的实际测试,得到了预期结果,并做了相应分析.     

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。     

多域MPI运行环境技术

针对MPI互操作问题进行研究,重点探讨了跨域并行计算所涉及的计算资源描述、进程信息交互等技术问题.采用动态虚连接技术优化了点点通信的性能,并采用拓扑感知的聚合优化算法优化了全局通信,实现了多域MPI运行环境Lyra-MPI,支持MPI2.0的动态特性.测试结果表明Lyra-MPI系统的综合能力强,可以很好地支持大规模MPI应用的跨域运行.     

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。     

基于MPI/OPENMP混合编程的三维粒子模拟并行优化

针对MPI、OPENMP并行程序各自存在的缺陷,将MPI与OPENMP结合起来,实现了MPI/OPENMP混合并行编程;通过实验对MPI、OPENMP并行程序及MPI/OPENMP混合并行编程进行了分析.实验结果表明:MPI/OPENMP混合并行编程可以大大减少通信量,其效率和加速比均优于纯MPI并行程序,克服了MPI并行程序中因粒子分布不均匀使负载不均衡而导致的程序性能下降的问题,使得可以利用集群中的更多结点来进行计算,缓解了MPI并行程序的通信延迟问题;同时,MPI/OPENMP混合并行编程克服了OPENMP并行程序依赖于单台计算机处理能力和存储空间的问题,大幅度提高了模拟规模.     

基于MPI的并行PC集群搭建的实现

本文阐述了在Linux和Windows系统下,搭建基于MPI的并行PC集群的过程,实现了各个节点的互通和基于MPI的并行计算.     

基于区域分解和MPI的线性带状方程组归并迭代解法器

线性带状方程组并行解法器往往基于两层迭代的区域分解方法,采用M P I(m essage pass ing in terface)实现,因此导致的总迭代次数太多或者进程通信开销太大都会使解法器效率低下。该文通过研究减少迭代次数和降低进程通信开销的方法,设计了一种适合区域分解和M P I系统的高效的归并迭代并行解法器。这种解法器通过引入全局加速收敛算法,把两层迭代归并为一层迭代,有效减少了迭代求解的总次数,并且采用分块并行技术降低M P I系统上加速收敛算法的进程通信开销。实验证明归并迭代并行解法器能够保证和串行解法器大致相当的总迭代次数,分块并行加速收敛技术能够降低接近1/2的全局进程通信时间。     

基于单边通信的MPI广播算法

现有的MPI集群通信的实现是基于点对点操作的双边通信协议,在此情况下,对集群通信操作进行优化已经达到了瓶颈阶段.单边通信是MPI-2中的新增功能,它的低处理开销及易于编程的特性也已成为机群系统的研究热点.基于此提出了一种结合MPI-2单边通信和流水机制的新广播通信算法one_sided_Bcast.同时,基于PLogP并行计算模型的量化分析和实验结果均表明,新广播算法较传统算法有较好的性能提升.     

High-Performance Broadcasting Algorithms on Cluster

In many clusters connected by high-speed communication networks, the exact structure of the underlying communication network and the latency difference between different sending and receiving pairs may be ignored when they broadcast, such as in the approach adopted by the broadcasting method in MPICH，a widely used MPI implementation. However, the underlying network cluster topologies are becoming more and more complicated and the performance of traditional broadcasting algorithms, such as MPICH‘s MPI_Bcast, is far from good. This paper analyzed the impact of communication latencies and the underlying topologies on the performance of broadcasting algorithms for multilevel clusters. A multilevel model was developed for broadcasting in clusters with complicated topologies, which divides the cluster topology into many levels based on the underlying topology. The multilevel model was used to develop a new broadcast algorithm，MLM broadcast-2 (MLMB-2), that adapts to a wide range of clusters. Comparison of the performance of the counterpart MPI operation MPI_Bcast and MLMB-2 shows that MLMB-2 outperforms MPI_Bcast by decreasing the broadcast running time by 60%-90%.     

石灰窑计算机控制系统

介绍了由工控机、PLC等组成的气烧石灰窑计算机控制系统 .通过MPI网络、RS485网络使 3台计算机工作站实现资源共享 ,互为冗余 .使用模糊控制对气烧石灰窑温度进行控制 ,在实际应用中取得较好的结果     

基于网格的NURBS曲线下面积的并行计算

为了解决NURBS曲线下面积计算中计算量大的问题，研究并实现了高性能网格环境下并行计算方法．本算法采用Romberg积分和MPI技术相结合的方法，做到通信量最小．经测试，计算用时与网格上并行计算处理器数目成正比．     

二维方腔内热表面张力流的格子Boltzmann方法模拟

热表面张力驱动的对流是微重力下浮区法晶体生长中熔体最重要的物质与热输运方式。采用单松弛双分布函数格子Boltzmann模型,自主开发了相应的格子Boltzmann方法的串行和MPI并行程序包,并应用该程序包对开口方腔内流体的二维热表面张力对流进行了数值模拟研究。其中串行程序合并碰撞迁移过程和引入临时数组以连续读入分布函数,相比分开碰撞迁移过程,计算性能提高了二倍;在此基础上,采用单向计算区域分区和非阻塞通信模式,实现了MPI版格子Boltzmann并行程序包开发。对比基于传统有限体积法CFD程序计算结果表明,串行和MPI并行版格子Boltzmann程序包计算结果精确可靠;并行程序具有较好的性能。