基于x86多核架構(gòu)的數(shù)學(xué)函數(shù)擴(kuò)展庫(kù)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著多核并行計(jì)算技術(shù)的普及,如何開(kāi)發(fā)適應(yīng)多核體系架構(gòu)的軟件逐漸成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。然而,要想真正發(fā)揮出多核處理器的最佳效力,軟件的開(kāi)發(fā)一定要跟上多核硬件的開(kāi)發(fā)速度,多核處理器非常需要與之相配備的系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。各種高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)都提供面向科學(xué)計(jì)算和工程應(yīng)用領(lǐng)域的底層數(shù)學(xué)函數(shù)庫(kù),因此要充分發(fā)揮出多核處理器的計(jì)算能力,必須要針對(duì)多核體系架構(gòu)的特點(diǎn),建立起高度優(yōu)化的數(shù)學(xué)函數(shù)庫(kù)。
　　 本論文以GNU GSL科學(xué)數(shù)值函數(shù)庫(kù)為基礎(chǔ),

2、針對(duì)X86多核體系結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)高性能數(shù)學(xué)函數(shù)擴(kuò)展庫(kù)HPSL(High Performance Scientific Library),HPSL由數(shù)值函數(shù)庫(kù)和圖像擴(kuò)展庫(kù)兩部分組成,其中數(shù)值函數(shù)庫(kù)是針對(duì)GSL中的BLAS函數(shù)庫(kù)和FFT進(jìn)行并行優(yōu)化實(shí)現(xiàn)的,圖像擴(kuò)展庫(kù)部分是在GSL函數(shù)庫(kù)的基礎(chǔ)上擴(kuò)展出一個(gè)面向圖像處理領(lǐng)域的圖像壓縮編解碼函數(shù)庫(kù)。
　　 本課題的研究?jī)?nèi)容包括:在剖析并行計(jì)算技術(shù)和x86多核體系架構(gòu)的基礎(chǔ)上,探討能夠

3、發(fā)揮出x86多核處理器性能的多線程編程技術(shù)。接著,在詳細(xì)分析了BLAS函數(shù)庫(kù)Level2、Level3核心函數(shù)和FFT的基礎(chǔ)上,測(cè)試其性能表現(xiàn),根據(jù)它們?cè)诙嗪颂幚砥魃系男阅鼙憩F(xiàn)作出相應(yīng)調(diào)整,并對(duì)這些函數(shù)進(jìn)行并行優(yōu)化和算法優(yōu)化.最后,利用GSL函數(shù)庫(kù)中的基礎(chǔ)函數(shù)小波變換對(duì)GSL進(jìn)行擴(kuò)展,設(shè)計(jì)出基于小波變換的圖像壓縮編解碼函數(shù)庫(kù),并針對(duì)壓縮過(guò)程中的核心函數(shù)進(jìn)行并行優(yōu)化。在優(yōu)化完成后,依據(jù)Amdahl定律對(duì)并行后的結(jié)果進(jìn)行分析,并總結(jié)出相應(yīng)的