基于并行结构骨架的程序设计环境研究与实现

并行结构骨架理论提供了一种描述并行程序设计模式的通用模型,对设计模式进行更高层次的抽象,能有效解决基于设计模式的并行程序设计方法的局限性问题,降低并行程序设计开发难度.基于并行结构骨架的并行程序设计环境--PASBPE在并行结构骨架理论的基础上,使用参数化设置快速生成用户所需并行程序框架,同时通过可视化的程序设计交互环境,简化并行程序的开发过程,提高开发效率.     

并行程序设计技术与设计环境的探讨

并行程序设计是发挥并行计算机效率的关键,它涉及到并行算法与并行处理技术,并行程序设计,软件重用,设计工具与设计环境等诸多专业方向的研究与应用,是当前并行计算机应用领域中的一个重要研究方向,本文重点讨论并行算法与并行程序效率评测,并行程序设计与重构,软件重用技术,以及并行程序设计环境。     

分布式系统并行编程的简单方法

本文以并行矩阵乘法为例子,给出在PVM, EXPRESS以及NX环境上的并行程序实现.通过对这个简单例子的分析,归纳出在一般情况下并行程序设计应采取的策略.这里介绍的并行程序设计方法,特别对大型应用问题的并行移植是非常有用的,其目的是为想写并行程序的科研人员提供参考.     

一种将设计模式用于程序精化演算的并行程序设计方法研究

并行程序设计是并行计算的难点之一。提出了一种将设计模式用于程序精化演算的并行程序设计方法。它通过在Z语言的Schema演算体系中扩充并行的概念和表示，使用设计模式，将问题求解和并行开发的知识进行形式化的定义与描述，通过扩充的Schema演算将其与模型规范进行复合，逐步精化得到抽象并行程序。通过实例对这一方法进行了详细的描述。     

谈结构化程序设计方法

学习一种电脑语言,难点往往不在于语句本身,难在如何利用语句编制程序解决实际问题。这里既有技巧问题,也有方法问题。早期的计算机程序设计,人们把技巧问题看得很重,程序员几乎不受任何限制,随心所欲地编写程序,从而导致程序难读、难改、难调试。随着计算机应用向纵深发展,程序变得越来越复杂,程序设计难度不断增大,这个矛盾就日益突出了。 在这种背景下,人们认识到程序设计必须讲究方法,遵从规范化、系统化,使编出的程序结构清晰,条理分明、易读、易改,这反映一个程序设计风格问题,     

并行程序设计模型和语言

并行计算技术的发展已有20多年的历史了.时至今日,高性能并行计算仍然缺乏有效的并行程序设计方法和工具,使得编写并行程序、理解并行程序的行为、调试和优化并行程序的性能都很困难.从分析并行程序设计困难的原因入手,指出了当前各种高性能并行机系统支持的并行程序设计方法存在的诸多问题,综述了并行程序设计模型和语言的研究现状,给出了并行程序设计模型的评价标准,并提出了这一研究领域所面临的挑战性问题,指出了一些未来可能的发展方向.     

如何用递归方法进行程序设计

递归方法无论在计算机科学还是在数学中都是一个重要的问题求解方法,许多复杂问题使用递归方法能以简单易懂的形式求出问题的解。但初学者较难掌握递归方法,递归程序的设计往往成了程序设计中的一个难点。本文通过与递推方法比较给出了递归的概念、递归与递推的区别、使用递归方法求解的思路及关键点、保证递归方法求解正确性的条件,最后指出了递归程序设计的思路。     

基于事务性执行的投机并行多线程软件模拟

基于事务性执行的投机并行多线程是一种适合未来多核微处理器架构的新型并行程序设计和编译技术.但在此基础上的并行程序执行过程更为复杂,程序执行过程的模拟成为关键问题之一.本文提出利用二进制代码级动态插桩技术对投机并行多线程程序进行功能性模拟,设计并实现了完整的软件平台,可精确地模拟和监控并行程序的线程级投机执行过程,检测访存冲突,从而实现投机并行多线程的语义.该软件平台同时可以作为进一步研究投机多线程并行程序真实执行过程的基础,并有效支持投机并行多线程编译器的设计和分析.     

一种基于设计模式的三阶段并行程序设计方法

并行程序的可编程性是并行计算的难点之一，使用传统的方法对非数值问题进行并行求解则更加困难。通过对设计模式概念的扩展，定义了算法模式与结构模式，以此为基础提出了一种基于设计模式的三阶段并行程序设计方法，并通过算法模式库与结构模式库实现对该方法的系统支持，该方法不仅可有于一般的数值问题求解，而且在处理复杂的非数值问题时与传统方法相比要简单得多，通过一个简单的数值问题和一个复杂非数值问题作为实例说明了使用这一方法进行问题并行求解与并行程序设计的过程。     

面向SW26010众核CPU的任务并行调度系统SWAN及其在若干嵌套并行算法中的应用

任务并行是并行程序设计的基础设计模式.但由于算法本身的复杂性及目标平台的特殊性,设计实现高效率的任务并行程序对程序员来说往往充满挑战.基于新兴的SW26010众核CPU,本文提出支持任务嵌套并行模式的通用运行时框架SWAN.SWAN对任务并行程序的实现提供了高层次的抽象,使程序员能够专注于算法逻辑本身而提高开发效率.在性能方面,SWAN框架对诸多共享资源进行了细粒度的划分,从而有效地避免了众多线程间对共享资源的高强度争用.本文还充分利用平台的高速访存机制,高速可控缓存和原子操作等特性,对SWAN框架的核心数据结构进行优化设计以降低其本身的性能开销.另外,SWAN还具备动态负载均衡能力使得各个处理器核心的资源得以充分利用.本文基于SWAN框架在目标平台上实现了若干典型的具有递归特性的嵌套并行算法,包括N-皇后问题,二叉树遍历,快速排序和凸包求解.实验表明,这些通过使用SWAN框架得以并行化的算法相对其串行版本取得了4.5至32倍的加速,充分说明了SWAN框架具有较高的实用性及性能.