多核程序设计课件2-并行计算基础.ppt

多核程序设计第二章并行计算基础§并行处理技术§并行处理技术§并行处理技术2.0.5多处理器互联方式静态互连网络与动态互连网络静态互连网络一维线性阵列静态互连网络二维网孔静态互连网络二叉树静态互连网络超立方动态互连网络总线动态互连网络交叉开关（）单级交叉开关级联构成多级互连网络2.1并行计算机体系结构2.1.0并行处理机的结构并行处理机的结构结构典型集中共享存储多处理机系统典型分布存储多处理机系统典型片上多处理器系统微架构二种常见的分布存储多处理机系统.2.1.1多级存储体系结构多级存储体系结构2多级存储体系结构3多级存储体系结构4程序结构与效率循环交换程序结构与效率循环融合程序结构与效率数组融合程序结构与效率矩阵分割程序结构与效率矩阵分割2并行体系结构下的一致性写操作引起不一致 一致性解决思想硬件一致性协议硬件监听方案基本监听协议写无效协议写更新协议(广播)两种协议性能的定性对比 ,一致性机制的请求和操作监听无效协议请求状态机监听无效协议总线请求状态机监听无效协议状态机—合并’s写无效化目录协议无效化目录协议2目录无效协议请求状态机目录无效协议目录状态机2.1.2并行计算机访存模型并行计算机访存模型并行计算机访存模型并行计算机访存模型并行计算机访存模型并行计算机系统的不同访存模型分类2.2并行计算模型2.2.1同步并行计算模型共享存储模型模型特点分布存储模型2.2.2异步计算模型的计算过程的性能模型（）模型计算过程3模型2.3进程进程状态2.3.2进程间通信同步基本硬件同步原语锁同步原子交换锁同步链接条件自旋锁的同步性能分析锁释放后的锁值竞争过程自旋锁的同步性能分析2改进后的栅栏同步
=!;
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(==);栅栏同步的性能分析栅栏同步的锁竞争过程栅栏同步的性能分析-22.4线程2.5并行编程环境2.6编程语言与编译器2.7并行计算性能评测2.7.2加速比性能定律定律:任务一定定律：加速比定律：加速比处理器关系定律：时间一定定律：加速比处理器的关系定律：存储一定定律：加速比与存储容量关系加速比讨论2.7.3并行程序性能评价方法2.7.4程序性能优化2.8常用并行数值算法2.8.1常用并行数值算法——并行矩阵乘法2.8.1常用并行数值算法——并行矩阵乘法常用并行划分常用并行划分2常用并行数值算法——行列划分算法行列划分算法分析行列划分算法程序行列划分算法4×4实例—0行列划分算法4×4实例—1行列划分算法4×4实例—2行列划分算法4×4实例—3常用并行数值算法——行行划分算法行行划分算法分析行行划分算法分析-2行行划分算法程序行行划分算法4×4实例—0行行划分算法4×4实例—1行行划分算法4×4实例—2行行划分算法4×4实例—3常用并行数值算法算法(块划分)算法分析算法分析-2算法分析-3算法分析4算法分析5块划分并行算法程序颜色
广播
的位置块划分算法4×4实例—1块划分算法4×4实例—2块划分算法4×4实例—3并行编译器并行编译器