پایان نامه بررسي الگوريتم ها و روش هاي پردازش موازي براي کامپيوترهاي چندهسته اي

فهرستمطالب

  عنوان                                                                                      صفحه        

مقدمه................................................................................................................................................... 1

فصل 1          

مقدمه ای بر برنامه نويسی موازی

1-1  تاریخچه.................................................................................................................................... 3

2-1  ارتباط بین پردازش ها......................................................................................................... 4

1-2-1 حافظه اشتراکی.................................................................................................................. 4

2-2-1 تبادل پیام............................................................................................................................ 5

3-2-1 مدل ضمنی......................................................................................................................... 5

3-1  اصول برنامه نویسی موازی.................................................................................................. 5

4-1  یافتن موازات کافی در برنامه(قانون آمدال).................................................................... 5

1-4-1 دانه دانه کردن.................................................................................................................... 5

2-4-1 محلی سازی......................................................................................................................... 6

3-4-1 عدم تعادل بار...................................................................................................................... 6

4-4-1 همگام سازی....................................................................................................................... 6

5-4-1 شرایط مسابقه..................................................................................................................... 7

5-1 ابزارهای برنامه نویسی موازی............................................................................................... 7

1-5-1 ابزارهای برنامه نویسی حافظه اشتراکی....................................................................... 7

2-5-1 استاندار موضوع ها............................................................................................................ 7

3-5-1 دلایل استفاده از برنامه نویسی موازی چند نخی...................................................... 8

4-5-1 باز کردن چند پردازنده..................................................................................................... 8

5-5-1 دلایل و مزایای استفاده از باز کردن چند پردازنده................................................... 8

6-5-1 ابزارهای برنامه‌نویسی سیستم‌های دارای حافظه توزیع‌یافته................................. 9

7-5-1 زبان‌های برنامه‌نویسی موازی........................................................................................... 9

فصل 2

برنامه نويسي موازي

1-2 محاسبه موازي...................................................................................................................... 12

2-2 سيستم‌هاي محاسبه‌ موازي.............................................................................................. 15

1-2-2 كارآيي نسبت به هزينه................................................................................................. 21

2-2-2 الگوریتم ها....................................................................................................................... 21

3 -2- 2 ارتباط درون رشته‌اي.................................................................................................. 22

4-2-2 نرم افزارموازی.................................................................................................................. 23

3-2 دلایل استفاده ازمحاسبات موازي عبارتند از :.............................................................. 24

4-2 الگوریتم معماری موازی..................................................................................................... 24

1-4-2 مکانیزم کنترلی............................................................................................................... 25

5-2 معماری کامپیوترموازی....................................................................................................... 26

1-5-2 جريان يک دستوالعمل ، يک داده............................................................................. 27

2-5-2 جريان يک دستورالعمل ، چند داده.......................................................................... 27

3-5-2 جريان چند دستوالعمل ، يک داده............................................................................ 27

4-5-2 جريان چند دستورالعمل ، چند داده........................................................................ 27

6-2 اهمیت پردازش موازی........................................................................................................ 28

فصل 3

سیستم های حافظه مشترک

1-3 مقدمه:..................................................................................................................................... 32

2-3 سیستم های حافظه توزیع شده...................................................................................... 32

3-3 شبکه های ارتباطی داخلی................................................................................................ 32

4-3  مدل های موازی................................................................................................................. 33

1-4-3 مدل حافظه مشترک...................................................................................................... 34

2-4-3 مدل انتقال پیام............................................................................................................... 35

5-3  الگوریتم های موازی.......................................................................................................... 36

6-3 طراحی الگوریتم های موازی............................................................................................. 37

7-3 معیار ارزیابی الگوریتم های موازی.................................................................................. 38

8-3 دونمونه از الگوریتم  موازی............................................................................................... 39

  1-8-3  الگوریتم محاسبه حاصل جمع آرایه ای از اعداد در مدل.............................. 39

2-8-3 الگوریتم محاسبه حاصل جمع آرایه ای از اعداد در مدل اتقال پیام............... 42

فصل 4

هسته و پردازنده

1-4   هسته  در پردازنده   چیست؟...................................................................................... 44

2-4 انواع پردازنده ها وسیستم هایی با پردازنده های تک هسته ای............................ 44

3-4 مقایسه پردازنده های تک هسته ای ودوهسته ای..................................................... 54

4-4 سیستم هایی با پردازنده های دوهسته ای................................................................... 54

5-4 رقابت درقیمت بین تک هسته ای ودوهسته ای وسیستم بادوپردازنده............... 55

1-5-4 کارایی وبازدهی................................................................................................................ 55

2-5-4 برتری سیستم های دوهسته ای نسبت به تک هسته ای.................................. 55

3-5-4 ویندور پردازنده ای دوهسته ای.................................................................................. 56

6-4 تکنولوژی چندهسته ای..................................................................................................... 56

7-4 تکامل تکنولوژی چندهسته ای........................................................................................ 58

1-7-4 برنامه نویسی سیستم های چندهسته ای............................................................... 60

8-4 رایانش موازی از طریق پردازنده های چندهسته ای وچندتاری............................. 62

9-4 تفاوت منابع اختصاصی واشتراکی رشته سخت افزاری............................................. 68

فصل 5

پیچیدگی هسته درمقابل تعدادهسته ها

1-5  پیچیدگی هسته درمقابل تعدادهسته ها..................................................................... 74

2-5 مسیرهای آینده نگرانه پردازنده چندهسته ای و چند تاری.................................... 79

3-5 مدل برای برنامه نویسی ومحاسبات موازی................................................................... 81

1-3-5 مفهوم دانه درشت ودانه ریز......................................................................................... 81

2-3-5 مدل های محاسباتی دانه ریز...................................................................................... 82

1-4-5 مدل محاسباتی دانه درشت......................................................................................... 84

2-4-5 مدل CGM...................................................................................................................... 86

5-5 طراحی یک الگوریتم در مدل CGM............................................................................ 87

6-5 مزیت اصلی مدل CGM دربرابر BSP........................................................................... 88

7-5 انواع عملیات ارتباطی در مدل CGM........................................................................... 89

1-7-5 مدل کلی ارتباطات......................................................................................................... 89

2-7-5 ارتباط نقطه به نقطه...................................................................................................... 90

3-7-5 ارتباط جمعی................................................................................................................... 90

4-7-5 عمل ارتباطی اصلی مرتب سازی کلی...................................................................... 90

5-7-5 سایرعملیات ارتباطی برپایه مرتب سازی کلی........................................................ 92

6-7-5 تعریف عمل انتشار بسته............................................................................................... 92

7-7-5 تعریف عمل تجمیع بسته............................................................................................ 93

8-7-5 تعریف عمل انتشارکلی.................................................................................................. 93

9-7-5 تعریف عمل تبادل کلی................................................................................................. 94

8-5 تعریف عمل جزيی اسکن.................................................................................................. 95

1-8-5 عمل انتشار بسته یک تایی.......................................................................................... 96

نتايج و پيشنهادات...................................................................................................................... 103

مراجع............................................................................................................................................. 104