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1、北京交通大學碩士學位論文BSP模型在網(wǎng)絡(luò)并行計算環(huán)境下的擴展及性能分析姓名：吳春燕申請學位級別：碩士專業(yè)：計算機應(yīng)用技術(shù)指導教師：于雙元20050301摘要并行計算模型實質(zhì)是從不同的并行計算機體系結(jié)構(gòu)模型中抽象出來，為并行算法設(shè)計與分析提供具有指導意義的理論界面和模型框架。當前并行計算模型很多，其中的BSP模型由于定義了程序的結(jié)構(gòu)，能靈活引導用戶進行程序設(shè)計而逐漸被廣為接受。傳統(tǒng)的BSP模型都是基于大型機的中央處理方式、分布式計算環(huán)境等并行計算機體系結(jié)構(gòu)建立的，嚴格按照該模型設(shè)計的并行程序容易產(chǎn)生通信擁擠，并由此影響程序的運行效率等問題。目前并行計算環(huán)境發(fā)展到了網(wǎng)絡(luò)并行計算環(huán)境，原有
2、的BSP模型顯然已經(jīng)不能很好的適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)這個新型的并行計算環(huán)境，本文正是在基于現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)的并行計算環(huán)境下對BSP模型作了深入研究并對其進行相應(yīng)擴展．從而使擴展后的模型能適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)并行計算環(huán)境。目前關(guān)于網(wǎng)絡(luò)并行計算環(huán)境的文獻很多(如異構(gòu)并行計算環(huán)境等?【4II6】)，文章總結(jié)歸納出了幾種典型的并行計算環(huán)境，并在分析這些并行環(huán)境特性的基礎(chǔ)上，描述了一種網(wǎng)絡(luò)并行計算環(huán)境，并對該環(huán)境的異構(gòu)性、非獨占性和透明性等主要特征作了研究分析。論文重點研究了網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的BSP模型的擴展。由于BSP模型在現(xiàn)有并行環(huán)境下的局限性以及網(wǎng)絡(luò)并行計算環(huán)境的要求，BSP模型麗I腧必然的擴展。山于網(wǎng)絡(luò)并行環(huán)境有j￡專門的網(wǎng)
3、絡(luò)瞥理系統(tǒng)，能合理淵度網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中各節(jié)點問的通信，所以在BSP模型。p引進關(guān)鍵消息算法110I．提出了擴展的BSP模型(E．BSP)。該模型用優(yōu)先級通信機制替代傳統(tǒng)的FIFO機制．其中的關(guān)鍵消息算法能根據(jù)任務(wù)的緊急程度．賦予各節(jié)點不同的優(yōu)先級，高優(yōu)先級的節(jié)點都存儲在關(guān)鍵路徑中，NMS負責從關(guān)鍵路徑中調(diào)度各節(jié)點進行通信，從而改善節(jié)點間的通信效率，提高整個并行程序的運行效率。最后就E．BSP模型的開銷計算和代價公式作了詳細的分析和推導。論文最后，給出了擴展的BSP模型在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下可擴展性的詳細分析，給出了常用的可擴展性度量方法，并就進一步完善和改進提出了意見．。關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)并行計算環(huán)境，關(guān)
4、鍵消息算法，E-BSP模型，可擴展性AbstractParallelcomputingmodelismateriallyabstractedfromparallelcomputerarchitecture，andisanofferofinstructionaltheoryinterfaceandmodelframeworkforparallelarithmetic．Nowadaystherearemanyparallelcomputingmodel，theBSPisgenerallyacceptedbyresearcherduingtoithasdefinedtheprogramst
5、ructureandinducteduserprogrammingeasily．TheoldBSPisbasedoncentralprocessinginmainframecomputeranddistributedparallelcomputingenvironment．ParallelprogramsthatfoundonthismodeleasilYcausecommunicationsbottleneckandthe10wrunefficiency．Nowtheparallelcomputingenvironmentisrunningtonetworkparallelcomp
6、utingenvironment，thentheotdBSPmodeldoesn’tfitthenewenvironment．SothispaperwillextendtheBSPmodelinnetworkparallelcomputingenvironmenttosuitwiththisenvironmenC．At’terreadingmanyliteraturesonparal1elcomputing，suchas“isomerousparallelcomputingonvironment”e．g．Thispaperwillsumupseveraltypicalparallel
7、computingenvironments．Thenthepaper’11describeaparallelcomputingenvironments，andanalyzethecharacteristicofthisenvironments．ThispaperwillemphasizetheextensiveBSPmodelinnetworkparallelcomputingenvironment．Becauseofthemodel’sshort-com
