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摘要： 目前在并行計算研究領(lǐng)域中很大一部分工作是將串行程序并行化，本文根據(jù)題目的要求，在合理的假設(shè)下，首先發(fā)掘串行程序中存在的并行性，一個好的方法就是構(gòu)造其對應(yīng)的并行任務(wù)（DAG）圖，論文分析了串行程序中存在的數(shù)據(jù)依賴關(guān)系，并以此為根據(jù)，提出了一種由現(xiàn)有的串行程序構(gòu)造對應(yīng)的并行任務(wù)（DAG）圖的算法，然后再對剩下的串行程序分段，提出并行劃分模型，基于這種模型提出了一種并行劃分算法PDMA；并根據(jù)程序段的相關(guān)程度提出了一種對PDMA進行改進的并行劃分算法RPDMA。然后再通過一個串性程序的實例，運用此方案對其進行運算，最后對串行程序運算下的時間復(fù)雜度和進行此方案運算下的時間復(fù)雜度進行比較，得出此方案的優(yōu)越。
1.問題的重述
并行計算是將一個計算任務(wù)分攤到多個處理器上并同時運行的計算方法。由于單個CPU的運行速度難以顯著提高，所以計算機制造商試圖將多個CPU聯(lián)合起來使用。在計算機上早已采用專用的多處理器設(shè)計，臺式機和筆記本電腦現(xiàn)在也已廣泛地采用了雙核或多核CPU。雙核CPU從外部看起來是一個CPU，但是內(nèi)部有兩個運算核心，它們可以獨立進行計算工作。在同時處理多個任務(wù)的時候，多核處理器可以自然地將不同的任務(wù)分配給不同的核心。最容易被并行化的計算任務(wù)稱為“易并行”的，它可以直觀地立即分解成為多個獨立的部分，并同時執(zhí)行計算問題。
要求：
（1）運行一個以常規(guī)的串行代碼寫成的程序時，如何將計算任務(wù)拆分成多個部分并分解到多個核心上同時運行。
（2）建立合理有效的模型，并依據(jù)模型對現(xiàn)成的串行算法進行處理。將能夠使用雙核心并行處理的部分分解開，并分配到兩個核心上同時運行。以期達到比單核CPU處理更快速的目的。
2.模型的假設(shè)
1.忽略硬件及環(huán)境因素，假設(shè)每次執(zhí)行時硬件條件和環(huán)境條件是完全一致的。
2.對算法的時間復(fù)雜度并不考慮其精確度量,而只是關(guān)心其量級
3.雙核及多核CPU在運算時,互不干擾.
4.設(shè)文中的算法最終得到的DAG圖中消除了原有的反依賴和輸出依賴.
3.問題分析
由于單個CPU的運行速度難以顯著提高，所以現(xiàn)在廣泛采用了雙核或多核CPU,如何將一個常規(guī)的串行程序分解成兩部分，使之能夠同時采用了雙核或多核CPU，雙核CUP內(nèi)部的兩個運算核心可以獨立進行工作，并且希望能夠充分發(fā)揮雙核心的計算能力。首先我們根據(jù)任務(wù)之間存在的數(shù)據(jù)依賴以及控制依賴關(guān)系，將先發(fā)掘串行程序中存在的并行性，從而減少了直接將串行程序并行化的復(fù)雜度，也提高了效率。然后再針對剩下的串行程序進行并行化處理，從而使它的效率達到更理想的狀態(tài)．
現(xiàn)在的問題是：
（１）如何找到一個好的方法去發(fā)掘串行程序中的存在的并行性；
（２）設(shè)計一種將串行程序并行劃分的模型，再基于這個模型提出一種并行劃分算法．
4.建模前的準備
4.1對于一個輸入的串行程序, 我們首先發(fā)掘串行程序中存在的并行性構(gòu)造其對應(yīng)的并行任務(wù)DAG圖. 構(gòu)造DAG圖的時候, 主要的一個問題就是發(fā)現(xiàn)任務(wù)之間的依賴關(guān)系. 本文首先對任務(wù)之間存在的一種依賴關(guān)系作一個簡單的介紹。
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