并行计算普适编程模型及系统架构研究的开题报告

并行计算普适编程模型及系统架构研究的开题报告开题报告一、选题背景:并行计算普适编程模型及系统架构研究是现代计算机科学领域中的一个重要方向。随着基于并行计算技术的硬件、软件技术的快速发展，基于多核、众核架构的高性能计算机已经得到广泛的应用。同时，大量的计算机应用需要进行高效的数据处理、模型计算等操作，这就要求在并行计算方面提供一个普适且高效的编程模型及系统架构。因此，并行计算普适编程模型及系统架构研究成为了大众关注的热门问题。二、研究目的:从程序等角度分析、比较主流并行计算系统的程序模型和系统架构,挖掘其并行计算特征,总结其优缺点,为构造一种普适的并行计算编程模型和高效的系统架构提供理论依据。三、研究内容：1.对现有主流并行计算系统的程序模型进行系统化调查及分析，包括MPI,OpenMP,CUDA等，并比较各个程序模型的异同点。2.分析计算系统的系统架构，包括共享内存架构、分布式内存架构，并总结出不同架构的特点。3.根据对程序模型和系统架构的综合分析，提出一种普适并行计算编程模型和高效的系统架构方案。4.选取几个典型的实例，在普适并行计算编程模型和高效系统架构上实现数据应用程序设计，并进行性能评估和优化。四、拟解决的关键技术问题:1.如何实现基于不同的计算系统架构的并行计算编程模型，并在不同的程序模型上实现并行计算。2.如何构建高效的一致性内存模型，在移动块的过程中，实现数据的本地内存传输和副本同步。3.如何优化数据结构和算法，使其能够在普适并行计算编程模型和高效的系统架构上发挥最佳性能。五、研究方法：1.综合文献调研法，对现有的并行计算程序模型和系统架构进行系统、深入地了解和分析，能够形成全面、系统的知识体系。2.实际运用开发和实验分析法，通过对多种现有计算系统和实例分析，能够更加直观、准确地领会并行计算程序模型和系统架构的特点，对提出高效的并行计算编程模型和系统架构能够发挥重要的实践指导作用。六、研究预期成果：1.系统的并行计算程序模型和系统架构特点分析，并总结各家研究的优缺点。2.提出高效普适并行计算编程模型和系统架构方案。3.构建高效的一致性内存模型和优化数据结构和算法方法。4.实现一些典型的应用程序，并进行性能评估和优化。七、研究进度安排：|任务|时间||-------|--------||调查各个程序模型的异同点|2周||分析分享内存和分布式内存架构|3周||提出普适并行计算编程模型和高效的系统架构|4周||构建高效的一致性内存模型|4周||优化数据结构和算法|3周||实现典型的应用|4周||总结成果，撰写论文|3周|八、参考文献：1.刘初阳，郝乐，何军，王文彦.并行计算原理与技术[M].北京:清华大学出版社,2017.2.DavidE.Culler,JaswinderPalSingh,AnoopGupta.ParallelComputerArchitecture:AHardware/SoftwareApproach[M].MorganKaufmann,2011.3.Quinn,M.J.,ParallelProgramminginCwithMPIandOpenMP[M].McGrawHillProfessional,2003.4.Sanders,J.,Kandrot,E.CUDAbyExample:AnInt