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基于OpenMP和MPI的并行算法研究

作　者: 王亭亭
导　师: 徐高潮
学　校: 吉林大学
专　业: 计算机系统结构
关键词: 并行计算 OpenMP 蚁群算法 MPI 八皇后问题
分类号: TP301.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 336次
引　用: 2次
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内容摘要

近年来,多核处理器已经非常普及。但是经过研究发现,大多数程序的性能并没有得到提高。所以我们要通过软件技术,将顺序程序编译为并行程序,提高每个核的使用率将成为接下来研究工作的重点。目前比较流行的并行编程环境主要有基于共享存储平台的OpenMP和基于消息传递平台的MPI。OpenMP是应用在共享存储多处理器上的并行编程标准,是一种易于使用的并行编程标准。它不是一种语言,而是用指令集扩展语言,采用的是Fork-Join并行编程模型。MPI(Message Passing Interface)是一种消息传递标准,简化了应用程序和库的发展,定义了核心的语义和语法。MPI不是一门语言,而是一个库,支持FORTRAN和C/C++语言。本文讲解了OpenMP的程序设计,介绍了一种基于OpenMP的并行蚁群算法求解TSP问题,实验结果表明这种并行算法能明显提高程序的效率；还讲解了MPI程序设计,介绍了基于消息传递MPI的并行八皇后算法,实验结果表明这个并行算法相对串行程序性能有明显提高。

全文目录

提要  4-5
摘要  5-7
Abstract  7-11
第1章绪论  11-15
  1.1 引言  11
  1.2 研究背景及选题意义  11-13
  1.3 国内外研究现状  13-14
  1.4 论文的主要工作  14
  1.5 论文的组织结构  14-15
第2章并行计算  15-28
  2.1 引言  15
  2.2 并行计算机介绍  15-19
    2.2.1 并行计算  15
    2.2.2 并行计算机的发展  15-19
  2.3 并行机的体系结构  19-23
    2.3.1 结点  19
    2.3.2 并行机的互联网络拓扑结构  19-21
    2.3.3 多级存储体系结构  21-23
  2.4 并行编程环境  23-26
    2.4.1 进程、进程间通信与线程  23-25
    2.4.2 并行编程环境  25-26
  2.5 并行算法  26-27
    2.5.1 并行算法的分类  26
    2.5.2 并行算法的发展  26-27
  2.6 本章小结  27-28
第3章基于OPENMP的并行蚁群算法  28-38
  3.1 引言  28
  3.2 基于OPENMP的程序设计  28-32
    3.2.1 OPENMP的基本概念  28-30
    3.2.2 OPENMP编程模型  30
    3.2.3 OPENMP相关流程  30-32
  3.3 蚁群算法  32-35
    3.3.1 蚁群行为描述  32
    3.3.2 基本蚁群算法描述  32-33
    3.3.3 基本蚁群算法的数学模型  33-34
    3.3.4 基本蚁群算法的实现  34-35
  3.4 基于OPENMP的并行蚁群算法  35-37
  3.5 本章小结  37-38
第4章基于MPI的并行八皇后算法  38-48
  4.1 引言  38
  4.2 基于MPI的程序设计  38-44
    4.2.1 MPI简介  38-40
    4.2.2 MPI的基本调用  40-43
    4.2.3 MPI消息  43-44
  4.3 基于MPI的八皇后算法  44-47
    4.3.1 并行的八皇后算法  44-46
    4.3.2 实验结果  46-47
  4.4 本章小结  47-48
第5章总结与展望  48-50
  5.1 工作总结  48-49
  5.2 进一步研究方向  49-50
参考文献  50-53
作者简介及在学期间所取得的科研成果  53-54
致谢  54

基于OpenMP和MPI的并行算法研究

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