【摘要】：大眾多核化的今天,多核處理器在人們的日常生活中隨處可見。多核處理器就是在一個處理器上集成兩個或多個運(yùn)算核心,在并行性能提升的情況下,相對于單核它能夠以更低的頻率處理更高的工作負(fù)載,這樣就能夠在低功耗、小散熱量以及低成本的情況下提升處理器的性能。處理器從單核發(fā)展到多核,傳統(tǒng)的、適用于單核的串行編程模式與多核的并行架構(gòu)之間的矛盾越發(fā)明顯。為了充分利用多核性能,就需要設(shè)計一種并行編程模型來編寫更高效的應(yīng)用程序。另一方面,多媒體和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展與普及。這種數(shù)據(jù)量大、對實時性要求高、計算處理具有高度可并行的任務(wù),在傳統(tǒng)串行架構(gòu)上優(yōu)化的有限性,給多核的并行化帶來了新的機(jī)遇。如何在多核環(huán)境下更好的發(fā)揮處理器的性能優(yōu)勢,滿足圖像和流媒體應(yīng)用的需求就成了當(dāng)前面臨的主要困難。為了解決這個問題,本文設(shè)計和實現(xiàn)了一種新的基于多核架構(gòu)的并行計算平臺,應(yīng)用于大計算量的程序性能的優(yōu)化。它以任務(wù)為最小的運(yùn)行單位,便于程序員將現(xiàn)有的程序改成并行的程序。同時使用任取竊取結(jié)合動態(tài)負(fù)載均衡算法,使任務(wù)更加均衡的分配到多核處理器的各個計算核心上,更加有效的利用處理器的計算資源,從而使并行性和計算性能得到很大的提升。本文的主要貢獻(xiàn)如下：(1)在詳細(xì)剖析了多核處理器體系結(jié)構(gòu)和并行算法特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,分析影響多核并行計算性能的主要因素,探討適合于發(fā)揮多核性能的算法和編程技術(shù)。(2)提出了一種基于任務(wù)的、同時結(jié)合負(fù)載平衡算法的任務(wù)竊取多核并行計算平臺模型。(3)實現(xiàn)了一個針對多媒體和圖像等大數(shù)據(jù)計算的并行計算平臺。
[Abstract]:Nowadays, multicore processors are widely used in people's daily life. A multicore processor integrates two or more computing cores on a single processor, which can handle higher workloads at a lower frequency than a single core when parallel performance is improved, thus enabling low power consumption. Small heat loss and low cost to improve processor performance. The processor has developed from single core to multi core, and the contradiction between the traditional serial programming mode and the parallel architecture of multi core is becoming more and more obvious. In order to make full use of multi-core performance, we need to design a parallel programming model to write more efficient applications. On the other hand, the rapid development and popularization of multimedia and network technology. Because of the large amount of data, the high requirement of real-time, the high parallelism of computing processing, the finiteness of optimization in the traditional serial architecture brings new opportunities for the parallelization of multi-cores. How to give full play to the performance advantage of the processor in multi-core environment and meet the needs of image and streaming media applications has become the main difficulty. In order to solve this problem, this paper designs and implements a new parallel computing platform based on multi-core architecture, which is applied to the optimization of program performance of large computational complexity. It is the task of the smallest running unit, easy for programmers to change existing programs into parallel programs. At the same time, the use of arbitrary theft combined with dynamic load balancing algorithm, so that tasks more evenly distributed to the various computing cores of multi-core processors, more effective use of processor computing resources, Therefore, parallelism and computing performance are greatly improved. The main contributions of this paper are as follows: (1) based on the detailed analysis of the architecture of multi-core processors and the characteristics of parallel algorithms, the main factors affecting the performance of multi-core parallel computing are analyzed. This paper discusses algorithms and programming techniques suitable for multi-core performance. (2) A task-based algorithm is proposed. At the same time, a multi-core parallel computing platform model based on load balancing algorithm is proposed. (3) A parallel computing platform for big data computing such as multimedia and image is implemented.
【學(xué)位授予單位】：天津科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TP338.6

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10 ;光計算[J];中國光學(xué)與應(yīng)用光學(xué)文摘;2001年04期

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4 王欣;李志山;張志遠(yuǎn);;并行計算在彈塑性時程分析中的應(yīng)用[A];信息化推動工程建設(shè)工業(yè)化——第四屆工程建設(shè)計算機(jī)應(yīng)用創(chuàng)新論壇論文集[C];2013年

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6 胡金初;;并行計算中的任務(wù)分配算法[A];2005年全國理論計算機(jī)科學(xué)學(xué)術(shù)年會論文集[C];2005年

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5 劉霞;計算能力的提升需要一場革命[N];科技日報;2010年

6 安世亞太 雷先華;ANSYS高性能并行計算[N];中國航空報;2005年

7 張云泉;并行計算：迎接多核時代的挑戰(zhàn)[N];計算機(jī)世界;2006年

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9 英特爾 趙軍(Jun Zhao);PC機(jī)并行計算革命尚未成功[N];中國計算機(jī)報;2009年

10 ;Linux下的網(wǎng)絡(luò)并行計算[N];計算機(jī)世界;2000年

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3 田甜;異構(gòu)環(huán)境中并行計算模型與任務(wù)調(diào)度的研究[D];曲阜師范大學(xué);2010年

4 劉杰;可擴(kuò)展并行計算及其應(yīng)用研究[D];湖南大學(xué);2009年

5 孔令梅;三維變分同化并行計算研究及實現(xiàn)[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2005年

6 劉桂海;網(wǎng)格并行計算系統(tǒng)研究開發(fā)[D];西安理工大學(xué);2008年

7 蔡佳佳;圖像代數(shù)多核并行計算類庫的構(gòu)建與優(yōu)化[D];廈門大學(xué);2008年

8 陳維;有限單元并行計算方法在地震波動模擬中的應(yīng)用[D];中國地震局工程力學(xué)研究所;2011年

9 陸良剛;土木工程有限元并行計算應(yīng)用及其軟件架構(gòu)[D];中國地震局工程力學(xué)研究所;2011年

10 張立霞;電磁場有限元分析中并行計算的研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2006年

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本文編號：2361767