面向多核系統(tǒng)的程序并行化方法的開題報(bào)告

面向多核系統(tǒng)的程序并行化方法的開題報(bào)告1.研究背景隨著計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)不斷進(jìn)步，多核處理器已經(jīng)成為主流。但是，對(duì)于許多現(xiàn)有的程序而言，它們并沒有被設(shè)計(jì)為利用多核處理器進(jìn)行并行計(jì)算。因此，為了充分利用多核處理器的計(jì)算能力，需要對(duì)現(xiàn)有程序進(jìn)行并行化的改造或者重新設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)。因此，面向多核系統(tǒng)的程序并行化方法研究具有重要意義。2.研究目的本研究旨在探索面向多核系統(tǒng)的程序并行化方法，以提高程序的運(yùn)行效率。具體研究目標(biāo)包括以下幾個(gè)方面：（1）分析多核系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和運(yùn)行環(huán)境，了解多核系統(tǒng)的并行計(jì)算模型和并行編程模型；（2）探討并行化的基本概念和技術(shù)，包括并行算法、并行計(jì)算模式、并行化思想等；（3）研究現(xiàn)有的程序并行化技術(shù)和方法，總結(jié)其優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍；（4）對(duì)比并分析不同的并行化方法的實(shí)現(xiàn)難度、效率和可擴(kuò)展性，選取合適的并行化方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證；（5）實(shí)現(xiàn)一個(gè)多核系統(tǒng)上的并行化程序，并評(píng)估其運(yùn)行效率和可擴(kuò)展性。3.研究內(nèi)容本研究將圍繞面向多核系統(tǒng)的程序并行化方法展開，具體研究內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：（1）多核系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和運(yùn)行環(huán)境分析；（2）并行化的基本概念和技術(shù)探討；（3）現(xiàn)有的程序并行化技術(shù)和方法的歸納總結(jié)，包括數(shù)據(jù)并行化、任務(wù)并行化、指令級(jí)并行化等；（4）對(duì)比不同的并行化方法的實(shí)現(xiàn)難度、效率和可擴(kuò)展性，選取合適的并行化方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證；（5）實(shí)現(xiàn)一個(gè)多核系統(tǒng)上的并行化程序，并評(píng)估其運(yùn)行效率和可擴(kuò)展性。4.研究意義本研究對(duì)提高程序的運(yùn)行效率、充分利用多核處理器的計(jì)算能力具有積極意義。其主要意義有以下幾個(gè)方面：（1）為現(xiàn)有的程序改造和設(shè)計(jì)提供理論支持；（2）為程序員在多核處理器上進(jìn)行程序并行化提供指導(dǎo)和參考；（3）促進(jìn)多核處理器的應(yīng)用和發(fā)展，推動(dòng)計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步。5.研究方法本研究將采用文獻(xiàn)研究和實(shí)驗(yàn)方法相結(jié)合的方式進(jìn)行。具體研究方法包括以下幾個(gè)步驟：（1）文獻(xiàn)研究：閱讀相關(guān)文獻(xiàn)，了解多核系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和運(yùn)行環(huán)境、并行化的基本概念和技術(shù)、現(xiàn)有的程序并行化技術(shù)和方法等；（2）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：選取合適的并行化方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證；（3）實(shí)驗(yàn)實(shí)施：在多核系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)并行化程序，并評(píng)估其運(yùn)行效率和可擴(kuò)展性；（4）數(shù)據(jù)分析：分析實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)，總結(jié)并對(duì)比不同的并行化方法的效率和可擴(kuò)展性；（5）撰寫論文：撰寫面向多核系統(tǒng)的程序并行化方法的研究論文。6.預(yù)期成果本研究預(yù)期達(dá)到以下成果：（1）分析多核系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和運(yùn)行環(huán)境，理解多核系統(tǒng)的并行計(jì)算模型和并行編程模型；（2）探討并行化的基本概念和技術(shù)，對(duì)比現(xiàn)有的程序并行化技術(shù)和方法的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍；（3）設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)多核系統(tǒng)上的并行化程序，驗(yàn)證其效率和可擴(kuò)展性；（4）論文撰寫，對(duì)以上研究內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)與歸納。7.研究進(jìn)度安排本研究預(yù)計(jì)在以下時(shí)間內(nèi)完成：（1）第一階段（1周）：文獻(xiàn)綜述，了解多核系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和運(yùn)行環(huán)境、并行化的基本概念和技術(shù)、現(xiàn)有的程序并行化技術(shù)和方法等；（2）第二階段（2周）：選取合適的并行化方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證；（3）第三階段（3周）：在多核系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)并行化程序，并評(píng)估其運(yùn)行效率和可擴(kuò)展性；（4）第四階段（2周）：數(shù)據(jù)分析，總結(jié)并對(duì)比不同的并行