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摘要： 目前在并行計算研究領(lǐng)域中很大一部分工作是將串行程序并行化，本文根據題目的要求，在合理的假設下，首先發(fā)掘串行程序中存在的并行性，一個(gè)好的方法就是構造其對應的并行任務(wù)（DAG）圖，論文分析了串行程序中存在的數據依賴(lài)關(guān)系，并以此為根據，提出了一種由現有的串行程序構造對應的并行任務(wù)（DAG）圖的算法，然后再對剩下的串行程序分段，提出并行劃分模型，基于這種模型提出了一種并行劃分算法PDMA；并根據程序段的相關(guān)程度提出了一種對PDMA進(jìn)行改進(jìn)的并行劃分算法RPDMA。然后再通過(guò)一個(gè)串性程序的實(shí)例，運用此方案對其進(jìn)行運算，最后對串行程序運算下的時(shí)間復雜度和進(jìn)行此方案運算下的時(shí)間復雜度進(jìn)行比較，得出此方案的優(yōu)越。
1.問(wèn)題的重述
并行計算是將一個(gè)計算任務(wù)分攤到多個(gè)處理器上并同時(shí)運行的計算方法。由于單個(gè)CPU的運行速度難以顯著(zhù)提高，所以計算機制造商試圖將多個(gè)CPU聯(lián)合起來(lái)使用。在計算機上早已采用專(zhuān)用的多處理器設計，臺式機和筆記本電腦現在也已廣泛地采用了雙核或多核CPU。雙核CPU從外部看起來(lái)是一個(gè)CPU，但是內部有兩個(gè)運算核心，它們可以獨立進(jìn)行計算工作。在同時(shí)處理多個(gè)任務(wù)的時(shí)候，多核處理器可以自然地將不同的任務(wù)分配給不同的核心。最容易被并行化的計算任務(wù)稱(chēng)為“易并行”的，它可以直觀(guān)地立即分解成為多個(gè)獨立的部分，并同時(shí)執行計算問(wèn)題。
要求：
�。�1）運行一個(gè)以常規的串行代碼寫(xiě)成的程序時(shí)，如何將計算任務(wù)拆分成多個(gè)部分并分解到多個(gè)核心上同時(shí)運行。
�。�2）建立合理有效的模型，并依據模型對現成的串行算法進(jìn)行處理。將能夠使用雙核心并行處理的部分分解開(kāi)，并分配到兩個(gè)核心上同時(shí)運行。以期達到比單核CPU處理更快速的目的。
2.模型的假設
1.忽略硬件及環(huán)境因素，假設每次執行時(shí)硬件條件和環(huán)境條件是完全一致的。
2.對算法的時(shí)間復雜度并不考慮其精確度量,而只是關(guān)心其量級
3.雙核及多核CPU在運算時(shí),互不干擾.
4.設文中的算法最終得到的DAG圖中消除了原有的反依賴(lài)和輸出依賴(lài).
3.問(wèn)題分析
由于單個(gè)CPU的運行速度難以顯著(zhù)提高，所以現在廣泛采用了雙核或多核CPU,如何將一個(gè)常規的串行程序分解成兩部分，使之能夠同時(shí)采用了雙核或多核CPU，雙核CUP內部的兩個(gè)運算核心可以獨立進(jìn)行工作，并且希望能夠充分發(fā)揮雙核心的計算能力。首先我們根據任務(wù)之間存在的數據依賴(lài)以及控制依賴(lài)關(guān)系，將先發(fā)掘串行程序中存在的并行性，從而減少了直接將串行程序并行化的復雜度，也提高了效率。然后再針對剩下的串行程序進(jìn)行并行化處理，從而使它的效率達到更理想的狀態(tài)．
現在的問(wèn)題是：
�。ǎ保┤绾握业揭粋�(gè)好的方法去發(fā)掘串行程序中的存在的并行性；
�。ǎ玻┰O計一種將串行程序并行劃分的模型，再基于這個(gè)模型提出一種并行劃分算法．
4.建模前的準備
4.1對于一個(gè)輸入的串行程序, 我們首先發(fā)掘串行程序中存在的并行性構造其對應的并行任務(wù)DAG圖. 構造DAG圖的時(shí)候, 主要的一個(gè)問(wèn)題就是發(fā)現任務(wù)之間的依賴(lài)關(guān)系. 本文首先對任務(wù)之間存在的一種依賴(lài)關(guān)系作一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹。
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