多核并行插值算法的研究.pdf

1、學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明本人承諾：所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下所取得的研究成果。論文中除特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含他人和其他機(jī)構(gòu)已經(jīng)撰寫或發(fā)表過(guò)的研究成果，其他同志的研究成果對(duì)本人的啟示和所提供的幫助，均已在論文中做了明確的聲明并表示謝意。學(xué)位論文作者簽名：學(xué)位論文版權(quán)的使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解遼寧師范大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，及學(xué)校有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交復(fù)印件或磁盤，允許論文被查閱和借閱。本文授權(quán)遼

2、寧師范大學(xué)，可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)并進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文，并且本人電子文檔的內(nèi)容和紙質(zhì)論文的內(nèi)容相一致。保密的學(xué)位論文在解密后使用本授權(quán)書。學(xué)位論文作者簽名：煎壟指導(dǎo)教師簽名：簽名Et期：銣f／年石月2日遼寧師范大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要目前多核計(jì)算機(jī)已經(jīng)普及，多核的意義在于其超高的多任務(wù)處理能力。然而多核計(jì)算機(jī)僅僅提供了一個(gè)可以更高效工作的平臺(tái)，如何實(shí)現(xiàn)更高效地運(yùn)算的關(guān)鍵還是將

3、程序并行化。采用多核并行算法可以突破物理極限的約束，以較低的投入完成大計(jì)算量的任務(wù)，能夠滿足人們對(duì)更高性能的需求。在并行程序設(shè)計(jì)領(lǐng)域，共享存儲(chǔ)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)OpenMP因其簡(jiǎn)單易用，而且開發(fā)周期較短，并行效率較高等優(yōu)點(diǎn)，在多核體系結(jié)構(gòu)的并行編程中得到了廣泛的應(yīng)用。插值法具有廣泛的應(yīng)用背景和實(shí)用價(jià)值，被應(yīng)用于外形設(shè)計(jì)、圖像重建、現(xiàn)代土木、天文學(xué)以及水利等許多與科學(xué)計(jì)算相關(guān)的領(lǐng)域。關(guān)于插值的理論與應(yīng)用方面的研究一直是極受關(guān)注的重要課題。隨著科技的

4、發(fā)展，對(duì)插值問(wèn)題的求解速度也提出了極高的要求，因此學(xué)者們開始研究各種加快插值問(wèn)題求解速度的方法，多核計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)為其提供了一個(gè)更加有效的途徑。本文研究了三次樣條插值和雙線性插值算法，針對(duì)三次樣條插值過(guò)程中因需求解大量的三對(duì)角方程組而運(yùn)算量大、運(yùn)行速度慢的問(wèn)題，提出了一種加速三次樣條插值計(jì)算的方法。解三對(duì)角方程組的并行算法有矩陣分解法、循環(huán)約化法、遞推耦合法等，本文選擇比較適合于多核環(huán)境的奇偶約化法進(jìn)行并行化。通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的加速比對(duì)比，證

5、明本并行算法加快了求解三對(duì)角方程組的速度，從而減少了求解樣條插值問(wèn)題的時(shí)間。其次針對(duì)目前一些特殊場(chǎng)合實(shí)時(shí)圖像處理的需要，對(duì)常用的圖像插值算法進(jìn)行了比較分析，研究了雙線性插值算法的計(jì)算過(guò)程及數(shù)據(jù)相關(guān)性，提出了基于OpenMP的雙線性插值多核并行算法，并通過(guò)在圖像放大處理中的應(yīng)用，證明了此并行算法的有效性及可行性。本文驗(yàn)證了并行程序設(shè)計(jì)理論與多核平臺(tái)相結(jié)合提高插值問(wèn)題速度的優(yōu)越性，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和使用價(jià)值，達(dá)到了研究的目的。關(guān)鍵詞：Op