面向多核集群的數(shù)據(jù)流程序?qū)哟瘟魉€并行優(yōu)化方法研究.pdf

1、多核集群并行系統(tǒng)以強大的并行計算能力和良好的擴展性成為一種重要的并行計算平臺，它為各類應用提供了并行計算能力的同時也將如何利用底層系統(tǒng)資源等問題暴露給了編程人員，編程難度較大。數(shù)據(jù)流編程語言作為面向領(lǐng)域編程語言被提出來，數(shù)據(jù)流模型將計算與通信分離暴露應用程序的并行性簡化編程。但多核集群中計算、存儲和通信等底層資源的復雜性對數(shù)據(jù)流程序的性能提出了新的挑戰(zhàn)，并且數(shù)據(jù)流程序在并行系統(tǒng)上的可移植性和可編程性也為編譯器提出了更高的要求。
　

2、　針對數(shù)據(jù)流程序所面臨的問題，設(shè)計并實現(xiàn)了一種數(shù)據(jù)流編程模型——COStream，它是由COStream數(shù)據(jù)流編程語言和COStream編譯器構(gòu)成。COStream數(shù)據(jù)流編程語言是在C語言基礎(chǔ)上加入表征數(shù)據(jù)流圖的文法結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)清晰，擴展性較好；COStream編譯系統(tǒng)利用同步數(shù)據(jù)流圖作為中間表示，根據(jù)目標系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點對數(shù)據(jù)流程序進行并行優(yōu)化，構(gòu)造流水線調(diào)度，生成高效可并行執(zhí)行的目標代碼。針對數(shù)據(jù)流程序在多核集群平臺上執(zhí)行存在的問題，提出

3、并實現(xiàn)了面向多核集群的層次性流水線并行優(yōu)化方法，方法包含三個步驟：任務劃分與調(diào)度，層次性流水線調(diào)度和數(shù)據(jù)局部性優(yōu)化。任務劃分與調(diào)度是利用程序中數(shù)據(jù)和任務并行性將任務映射到計算核上，實現(xiàn)負載均衡和低通信同步開銷；層次性流水線調(diào)度是利用程序中的并行性構(gòu)造低延遲流水線調(diào)度；數(shù)據(jù)局部性優(yōu)化是針對數(shù)據(jù)訪問存在的cache偽共享做面向存儲的優(yōu)化。
　　實驗以X86架構(gòu)多核處理器組成的集群為目標平臺，選取媒體處理領(lǐng)域的典型應用算法作為測試程序，