探索確定性的共享內(nèi)存并行編程模型的開題報(bào)告

探索確定性的共享內(nèi)存并行編程模型的開題報(bào)告一、選題背景隨著多核處理器的發(fā)展和普及，共享內(nèi)存并行編程模型逐漸成為程序員們熟悉和運(yùn)用的編程模型之一。它可以提高程序的執(zhí)行效率和性能，加快程序執(zhí)行的速度。然而，現(xiàn)有的共享內(nèi)存并行編程模型的特點(diǎn)是有許多難以利用或不易利用的特性。比如，無鎖和無同步操作的并發(fā)編程模型涉及到復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，需要程序員有深厚的編程功底和專業(yè)的算法知識(shí)；而傳統(tǒng)的鎖機(jī)制所涉及的同步操作則會(huì)帶來鎖沖突、死鎖等問題，對(duì)程序的效率和性能產(chǎn)生顯著的影響。這些問題都需要在編寫并行程序時(shí)加以解決。因此，本文希望通過研究探索一種基于確定性的共享內(nèi)存并行編程模型，使程序員更容易構(gòu)建高效的并行程序，并提高程序的可維護(hù)性和可擴(kuò)展性。二、選題意義1.提高程序的執(zhí)行效率和性能共享內(nèi)存并行編程模型可以提高程序的執(zhí)行效率和性能，并行化執(zhí)行任務(wù)，加快程序運(yùn)行的速度。因此，探索一種新的并行編程模型可以進(jìn)一步提高程序的執(zhí)行效率和性能，滿足現(xiàn)代應(yīng)用程序的需求。2.提高程序的可維護(hù)性傳統(tǒng)的并行編程模型通常需要編寫復(fù)雜的代碼和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，程序員需要具備專業(yè)的算法知識(shí)和深厚的編程基礎(chǔ)，才能編寫出高效的并行程序。然而，基于確定性的共享內(nèi)存并行編程模型能夠簡(jiǎn)化編程，降低編寫代碼的難度，提高程序的可維護(hù)性和可讀性。3.提高程序的可擴(kuò)展性確定性的共享內(nèi)存并行編程模型可以更好地實(shí)現(xiàn)任務(wù)分配，避免了鎖沖突和死鎖等問題，降低了程序并行執(zhí)行時(shí)的瓶頸，提高程序的可擴(kuò)展性。三、研究?jī)?nèi)容和技術(shù)路線本文將研究一種基于確定性的共享內(nèi)存并行編程模型。主要的研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面：1.研究確定性并發(fā)編程的理論和方法2.設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一種新的并行編程模型3.測(cè)試并優(yōu)化新模型的效率和性能技術(shù)路線：1.在研究確定性并發(fā)編程的基礎(chǔ)上，了解現(xiàn)有的共享內(nèi)存并行編程模型的優(yōu)缺點(diǎn)，并提出新模型的設(shè)計(jì)思路。2.根據(jù)設(shè)計(jì)思路，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)新的并行編程模型，并編寫測(cè)試用例。3.通過對(duì)比新模型和傳統(tǒng)的并行編程模型，測(cè)試新模型的效率和性能，并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。四、預(yù)期成果本文的預(yù)期成果包括：1.一篇優(yōu)秀的論文，詳細(xì)描述基于確定性的共享內(nèi)存并行編程模型的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，并分析其效率和性能。2.一個(gè)能夠在實(shí)際應(yīng)用中使用的并行編程模型，具有較高的效率和性能，并具有推廣和應(yīng)用的前景。3.一些測(cè)試用例和驗(yàn)證工具，可用于測(cè)試新模型的效率和性能，并為后續(xù)的研究和開發(fā)提供基礎(chǔ)。五、論文進(jìn)度安排1.前期調(diào)研：2021年9月-2021年11月2.新模型設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)：2021年12月-2022年3月3.測(cè)試和性能優(yōu)化：2022年4月-2022年6月4.論文撰寫和修改：2022年7月-2022年8月6、參考文獻(xiàn)1.GaoGuangRui,QuanZhiGuo,LiZhiPeng,HuangZhengWei.2020.ANovelDeterministicParallelProgrammingModelBasedonAdjudicationforHeterogeneousMulti-coreSystems.JournalofComputerResearchandDevelopment,vol.57,no.07,pp.1368-1385.2.Tal-Elhasid,E.,O’Neill,T.,andBirman,K.P.2014.Praxis:scalableByzantinefault-tolerance.InProceedingsoftheTenthEuropeanConferenceonComputerSystems(EuroSys’15),1–15.3.P.Xiao,C.Li,andX.Li,“Thedesignofadeterministicparallellock-freequeue,”ConcurrencyComputation:PracticeandExperience,vol.25,no.17,pp.2424–2442,Nov.2013.4.D.Kong,J.Wang,andT.Ji,“Designandimplementationofadeterministicparallelprogramminglanguage,”