网格并行任务划分策略研究

分析了传统分布式并行计算和网格基础上并行计算技术应用中存在的问题。讨论了如何决定合适的任务粒度,提出任务粒度控制理论,描述了任务划分与粒度控制、节点的分布、任务粒度控制,任务的划分,并进行结果分析。     

云计算中相似驱动的并行任务划分方法

云计算是并行计算、分布式计算和网格计算等高性能计算的进一步发展,它的异构性、按需等特征对高性能计算提出了新的挑战。针对云计算的典型特征,提出了基于并行任务和云环境相似驱动的任务划分方法。首先用图刻画了并行任务和云环境,建立了图的相似关系及其相似度计算方法;其次给出云计算中拟解决的问题,通过图局部相似和全局相似度偏差最小来实现并行任务和体系结构的异构匹配及按需要求;接着利用F度标号方法给出相似驱动的任务划分算法;最后通过实验和其他划分方法进行比较,阐明了该方法的优点。     

基于多层油藏问题负载均衡的并行任务划分

该文基于分布式并行计算机系统,对一类多层二维二相流油藏数值模拟问题给出了3种任务划分策略—“卷帘”方式、区域分解方式和“卷帘”与区域分解结合的方式,对它们进行了比较,提出了减少求解时间、利于负载均衡和提高并行性能的任务划分方法,并实际应用于有多达72万个网格节点的大规模油藏模拟问题.实算结果表明,该策略划分产生的并行求解任务均衡,有利于加速比的提高.该方法也适用于区域或数据并行的任务划分问题.     

云环境下的一种并行任务划分方法研究

并行任务划分一直是高性能计算的研究重点。结合地震资料数据处理的应用云环境,以任务运行时间估计模型作为优化目标函数,提出了一种改进的粒子群优化算法,用以解决地震资料任务划分问题。仿真实验证明,改进后的算法增强了全局搜索能力,提高了收敛速度和收敛精度,有效提高了云环境下任务的执行效率。     

基于多层油藏问题负载均衡的并行任务划分S

该文基于分布式并行计算机系统,对一类多层二维二相流油藏数值模拟问题给出了3种任务划分策略-"卷帘"方式、区域分解方式和"卷帘"与区域分解结合的方式,对它们进行了比较,提出了减少求解时间、利于负载均衡和提高并行性能的任务划分方法,并实际应用于有多达72万个网格节点的大规模油藏模拟问题.实算结果表明,该策略划分产生的并行求解任务均衡,有利于加速比的提高.该方法也适用于区域或数据并行的任务划分问题.     

基于多层k路划分的三维网格并行任务分配策略

为解决传统任务划分方法在三维网格并行计算任务分配阶段产生的通信开销大的问题,提出了一种基于多层k路划分算法的并行任务分配策略.首先利用多层k路划分算法划分三维网格,将任务划分问题转化为图划分问题,然后基于图划分结果给出一个任务映射并行算法将计算任务分配到各计算结点.在深腾1800上求解三维网格模型最短路径问题的实验结果表明,相比于传统的行列划分任务分配策略,该策略在保证负裁平衡的同时有效地降低了通信开销,算法的运行时间减少,加速比得到提高.     

基于外沿三角形网格划分的凸壳并行化处理

实现复杂问题的并行化处理的最基本问题之一,是如何将复杂问题分割成若干个子问题.首先研究了凸壳的一些特殊几何性质,然后利用这些性质将所讨论的点集分割在一些网格中.同时论证了凸壳顶点只能位于这些网格中的外沿三角形网格中,并且在各外沿三角形网格中所求得的凸壳顶点彼此相互独立,从而为凸壳并行化处理的设计与实现带来了极大便利.     

基于权重可变免疫算法的动态可重构任务划分

基于FFGA的动态可重构系统能够在系统运行期间通过动态调整硬件资源来适应应用问题,从而满足嵌入式系统对性能、灵活性和成本越来越严格的要求.系统可动态加载配置文件的特点给系统软硬件任务的划分带来了新的问题.在充分考虑动态可重构系统特点的基础上,通过动态改变目标函数权重系数来适应可重构的变化,并运用于免疫算法对系统软硬件任务进行划分.实验结果表明,提出的划分方法除了能更贴近实际的系统外还具有较高的性能.     

基于平衡划分的并行集合交算法

对集合交运算,基于划分点定位算法提出并分析了一种新的并行算法INTERSECT-DL.在INTERSECT-DL算法中,数据被平衡地划分,分配给所有处理机,所以各处理机的工作负载相同.给出了在网络并行计算环境下的实验结果,并与INTERSECT-S、INTERSECT-NS算法进行了对比.理论分析和实验的结果都表明INTERSECT-DL算法具有很高的并行效率和扩展性.     

基于平衡划分的并行投影算法

基于DL算法,提出并分析了平衡划分并行投影算法PROJECT-DL。在PROJECT-DL算法中,数据被平均划分并分配给所有处理机,因而每个处理机具有相同的工作负载。给出了网络并行计算环境下的实验结果,并与PROJECT-S、PROJECT-NS算法进行了对比。理论分析和实验结果表明,PROJECT-DL算法是一种高并行效率、高扩展性的并行投影算法。     

并行仿真任务的自动生成软件

本文阐述了一种将连续系统仿真模型－状态方程模型自动生成并行仿真多任务的软件。该软件实现了从仿真模型生成可并行多任务到仿真结果输出过程的自动化，而且生成的并行仿真任务均衡，并行加速比高，适用于基于机间通信的同构型ＭＩＭＤ系统。     

多层快速多极子算法并行实现的数据划分策略

虽然多层快速多极子算法在解决大尺度电磁散射问题中表现出了很好的效率,但是,当未知量达到千万时,由于复杂的结构和计算该算法很难再保持高效的计算能力。为了解决负载均衡引起的性能瓶颈问题,提出多层快速多极子算法基于八叉树的多层结构并行数据划分策略。该方法包括根据树结构中分布层和共享层不同特征的单独处理,也包括解决数据冲突的转移层的处理方法和为了减少分布存储系统中的通信时间而在分布层引入的冗余技术。实验结果表明多层快速多极子算法并行计算的开销明显减少,并且能够获得比较高的并行效率。     

并行任务动态派生的积极惰性化控制方法

本文给出了并行任务派生的理想状态，分析和研究了积极任务派生（ＥＴＤ）方法和惰性任务派生（ＬＴＤ）方法，指出了这两种方法所具有的局限性，提出了一种新的并行任务派生的积极惰性化方法（ＥＬＤＴ）及其算法．初步研究表明ＥＬＤＴ方法可安全有效地增大计算粒度，在由多个商售单处理器构成的小规模并行系统上ＥＬＤＴ算法有效地控制计算粒度和任务派生，使并行任务的派生近似达到理想状态．     

并行粗粒度任务的动态分布算法(PTDD)及其鲁棒性

并行计算系统发展所面临的主要问题之一是怎样在各处理器上更有效地分布并行任务并协调它们的高效执行,使并行任务总的完成时间最短.本文揭示和探讨了并行多机系统中并行粗粒度任务的粒度变化对静态任务分布的影响,给出了基于预分布的并行粗粒度任务的动态分布算法PTDD,理论上严格地定义和证明了PTDD算法的鲁棒性(Robust Property).研究结果η~*(t~*)≤η(t~*)表明PTDD算法通过局部调整预分布方案,可以稳定地、有效地获得近似最优的并行任务分布.     

块三对角线性方程组的一种有效并行算法

提出了求解系数矩阵为块三对角的线性方程组的一种适合于MIMD分布式存储的并行算法,该算法以系数矩阵分解为基础,充分利用了系数矩阵结构的特殊性,进行了近似处理,使整个计算过程只在相邻处理机间通信两次,具有很高的并行效率,并在理论上给出了该算法成立的充分条件。最后,在HPrx2600集群上进行数值试验,结果表明,加速比呈线性增加,并行效率达到90％以上。     

三对角方程组的分布并行算法

本文针对三对角方程组的直接并行解法奇偶约化方法,提出计算复杂度比原方法降低的大步长的循环约化交替方法。结合大规模分布式并行计算机系统曙光-2000,给出其分布式并行算法及数值实验结果。     

块三对角线性方程组的一种并行算法

本文提出了分布式环境下求解块三对角线性方程组的一种并行算法,该算法通过分裂系数矩阵,充分利用系数矩阵结构的特殊性,使算法只在相邻处理机间通信两次.并从理论上给出了算法收敛的一个充分条件,分析了误差.最后,在HP rx2600集群上进行了数值试验,结果表明,实算与理论是一致的,并行效率也很高.     

基于SIMD机器的优化数据传输的并行循环分割

本文提出一个基于分布式局存的ＳＩＭＤ机器的循环分割理论体系以优化运算中所需要的数据传输。该体系使用矩阵表示迭代空间、数据空间和数组存取式。我们引入数据传输概念，并建立一个简单有效的数据传输模型来评估数据在全局内存和局部内存之间的传输开销。最后，对于给定的循环嵌套，我们给出一个循环分割算法以获得优化循环块，使得循环嵌套中所需要的数据传输开销最小，并且大大减少了数据传输和计算的同步开销。实验结果证明了     

A FRAMEWORK FOR PARTITIONING STRUCTURED GRIDS WITH INHOMOGENEOUS WORKLOAD

A framework is presented for partitioning arrays with irregular workload. Within the framework structured and unstructured methods are combined in a new approach to partition data, based on blocks and block operations. A new variant of the recursive spectral bisection method suitable in this context is suggested. The use of the framework is demonstrated for a real life application, ocean modeling of the Baltic Sea. In this case study, the new approach gives very good results while standard partitioning methods cannot fulfill all the listed requirements. The operations have been implemented in a Fortran 90 software package with an object-oriented design.     

多机相关任务调度的优化策略与组织方法

本文提出了在有同一多机相关任务约束下,执行批量任务操作时,调度组织的最佳性概念和实现策略,证明了调度组织的最佳性准则,采用PDL语言提供了最佳调度组织算法,并与多机相关任务的改进性分枝定界调度算法进行比较,证明其最佳性更为完备。