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并行计算技术及其应用简介

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并行计算技术及其应用简介

PAGE1分布式与并行计算课程设计报告

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并行计算技术及其应用简介

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摘要：并行计算是实现高性能计算的主要技术手段。在本文中从并行计算的发展历程开始介绍，总结了并行计算在发展过程中所面临的问题以及其发展历程中出现的重要技术。通过分析在当前比较常用的实现并行计算的框架和技术，来对并行计算的现状进行阐述。常用的并行架构分为SMP（多处理系统）、NUMA（非统一内存存储）、MPP（巨型并行处理）以及集群。涉及并行计算的编程模型有MPI、PVM、OpenMP、TBB及Cilk++等。并结合当前研究比较多的云计算和大数据来探讨并行计算的应用。最后通过MPI编程模型，进行了并行编程的简单实验。

关键词：并行计算；框架；编写模型；应用；实验

ASuccinctSurveyaboutParallelComputingTechnologyandIt’sApplication

Abstract:Parallelcomputingisthemaintechnologytoimplementhighperformancecomputing.ThispaperstartsfromthehistoryofthedevelopmentofParallelComputing.Itsummarizestheproblemsfacedinthedevelopmentofparallelcomputingandtheimportanttechnologiesinthecourseofitsdevelopment.Throughtheanalysisofframeworkandtechnologycommonlyusedinparallelcomputingcurrently,toexplainthecurrentsituationofparallelcomputing.FrameworkcommonlyusedinparallelareSMP(multiprocessingsystem),NUMA(nonuniformmemorystorage),MPP(massivelyparallelprocessing)andcluster.TheprogrammingmodelsofparallelcomputingareMPI,PVM,OpenMP,TBBandCilk++,etc.Exploredtheapplicationofparallelcomputingcombinedwithcloudcomputingandbigdatawhichareverypopularincurrentresearch.Finally,throughtheMPIprogrammingmodel,asimpleexperimentofparallelprogrammingiscarriedout.

Keywords:parallelcomputing;framework;programmingmodel;application;experiment

1引言

近年来多核处理器的快速发展，使得当前软件技术面临巨大的挑战。单纯的提高单机性能，已经不能满足软件发展的需求，特别是在处理一些大的计算问题上，单机性能越发显得不足。在最近AlphaGo与李世石的围棋大战中，AlphaGo就使用了分布式并行计算技术，才能获得强大的有哪些信誉好的足球投注网站计算能力。并行计算正是在这种背景下，应运而生。并行计算或称平行计算时相对于串行计算来说的。它是一种一次可执行多个指令的算法，目的是提高计算速度，及通过扩大问题求解规模，解决大型而复杂的计算问题。可分为时间上的并行和空间上的并行。时间上的并行就是指流水线技术，而空间上的并行则是指用多个处理器并发的执行计算。其中空间上的并行，也是本文主要的关注点。

并行计算（ParallelComputing）是指同时使用多种计算资源解决计算问题的过程，是提高计算机系统计算速度和处理能力的一种有效手段。它的基本思想是用多个处理器来协同求解同一问题，即将被求解的问题分解成若干个部分，各部分均由一个独立的处理机来并行计算。并行计算系统既可以是专门设计的，含有多个处理器的超级计算机，也可以是以某种方式互联的若干台的独立计算机构成的集群。通过并行计算集