用于多核平臺的并行水平集內(nèi)核的設(shè)計與分析.pdf

1、多核處理器的出現(xiàn)給軟件設(shè)計帶來了很大的挑戰(zhàn)，除操作系統(tǒng)的支持以外，為了充分利用多核處理器所提供的計算資源，必須對現(xiàn)有的軟件進行一些改進。只有代碼能夠并行執(zhí)行的軟件才能充分利用多核處理器所帶來的性能提升，所以并行程序設(shè)計技術(shù)可以直接利用多核處理器的計算能力，現(xiàn)有的并行編程模型可以應(yīng)用于多核平臺。消息傳遞模型是一個關(guān)于計算機之間相互通信的API的標準規(guī)范，它通常用于計算機集群和超級計算機，我們將其應(yīng)用于多核平臺以實現(xiàn)水平集內(nèi)核程序的并行化。

2、ReachLah是一個用于混合系統(tǒng)的分析與設(shè)計的計算平臺，它使用水平集方法進行可達集的計算，在計算過程中需要求水平集方程的數(shù)值解，因而需要強大的計算能力的支持和大量的內(nèi)存空間，所以我們將使用多核計算平臺來進行計算。
　　 本文通過設(shè)計和分析用于多核平臺的并行水平集內(nèi)核，提出了將消息傳遞接口的一種實現(xiàn)--OpenMPI用于多核平臺以充分利用多核平臺的性能的方法及使用數(shù)學(xué)函數(shù)庫SUNDIALS求解水平集方程的方法。方法一為開發(fā)適用于

3、多核平臺的科學(xué)計算程序提供了指導(dǎo)，使用方法一開發(fā)的科學(xué)計算程序可以充分的利用多核處理器的計算能力；方法二提高了使用水平集方法計算可達集的精度，使可達集的計算更加精確。結(jié)合使用SUNDIALS與OpenMPI，我們開發(fā)了適用于多核平臺的并行水平集內(nèi)核，并用混合系統(tǒng)實例對其進行了測試，對測試結(jié)果進行了誤差分析。測試結(jié)果表明，使用OpenMPI的并行程序能夠充分的利用多核處理器所帶來的性能提升；使用SUNDIALS的并行水平集內(nèi)核的計算誤差要