基于x86多核架構(gòu)的數(shù)學(xué)函數(shù)擴展庫設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、隨著多核并行計算技術(shù)的普及,如何開發(fā)適應(yīng)多核體系架構(gòu)的軟件逐漸成為人們關(guān)注的焦點。然而,要想真正發(fā)揮出多核處理器的最佳效力,軟件的開發(fā)一定要跟上多核硬件的開發(fā)速度,多核處理器非常需要與之相配備的系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。各種高性能計算機系統(tǒng)都提供面向科學(xué)計算和工程應(yīng)用領(lǐng)域的底層數(shù)學(xué)函數(shù)庫,因此要充分發(fā)揮出多核處理器的計算能力,必須要針對多核體系架構(gòu)的特點,建立起高度優(yōu)化的數(shù)學(xué)函數(shù)庫。
　　 本論文以GNU GSL科學(xué)數(shù)值函數(shù)庫為基礎(chǔ),

2、針對X86多核體系結(jié)構(gòu),設(shè)計并實現(xiàn)一個高性能數(shù)學(xué)函數(shù)擴展庫HPSL(High Performance Scientific Library),HPSL由數(shù)值函數(shù)庫和圖像擴展庫兩部分組成,其中數(shù)值函數(shù)庫是針對GSL中的BLAS函數(shù)庫和FFT進行并行優(yōu)化實現(xiàn)的,圖像擴展庫部分是在GSL函數(shù)庫的基礎(chǔ)上擴展出一個面向圖像處理領(lǐng)域的圖像壓縮編解碼函數(shù)庫。
　　 本課題的研究內(nèi)容包括:在剖析并行計算技術(shù)和x86多核體系架構(gòu)的基礎(chǔ)上,探討能夠

3、發(fā)揮出x86多核處理器性能的多線程編程技術(shù)。接著,在詳細(xì)分析了BLAS函數(shù)庫Level2、Level3核心函數(shù)和FFT的基礎(chǔ)上,測試其性能表現(xiàn),根據(jù)它們在多核處理器上的性能表現(xiàn)作出相應(yīng)調(diào)整,并對這些函數(shù)進行并行優(yōu)化和算法優(yōu)化.最后,利用GSL函數(shù)庫中的基礎(chǔ)函數(shù)小波變換對GSL進行擴展,設(shè)計出基于小波變換的圖像壓縮編解碼函數(shù)庫,并針對壓縮過程中的核心函數(shù)進行并行優(yōu)化。在優(yōu)化完成后,依據(jù)Amdahl定律對并行后的結(jié)果進行分析,并總結(jié)出相應(yīng)的