并行互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的若干分析.pdf

1、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展突飛猛進(jìn)。為了不斷提高單機(jī)的性能,單個(gè)處理器的制造已經(jīng)快要達(dá)到物理極限了。單個(gè)芯片電路的集成度,以及頻率升高帶來的功耗問題,都已經(jīng)成為增強(qiáng)處理器處理能力的瓶頸。 為了達(dá)到更好的處理能力,以解決不斷提高的應(yīng)用需求,越來越多的超級(jí)計(jì)算機(jī)已經(jīng)使用許多處理器協(xié)同工作而構(gòu)成并行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。無論是芯片級(jí)制造,還是系統(tǒng)級(jí)集成,并行計(jì)算系統(tǒng)已經(jīng)成為如今計(jì)算技術(shù)發(fā)展的主流方向。 并行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,為了讓各個(gè)處理單元更好的協(xié)

2、同工作,各種網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)模式應(yīng)運(yùn)而生。好的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)應(yīng)該能夠在最大程度上支持各個(gè)處理單元的高效通信,以期達(dá)到加速計(jì)算的目的。另一方面,運(yùn)行在并行計(jì)算系統(tǒng)中的各種應(yīng)用,則應(yīng)當(dāng)根據(jù)所處的網(wǎng)絡(luò)連接環(huán)境,來不斷變化自己使用計(jì)算資源的方式,以便達(dá)到更好的執(zhí)行效率。應(yīng)用與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的高度一致,是迅速解決問題與有效利用資源達(dá)到平衡的關(guān)鍵。 因此,在以應(yīng)用驅(qū)動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中,我們應(yīng)當(dāng)充分考慮應(yīng)用需求的特點(diǎn),設(shè)計(jì)出的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)才會(huì)更合理有效。同樣,如

3、果我們的應(yīng)用程序需要運(yùn)行在特定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上,那么經(jīng)過對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的細(xì)致分析,并對(duì)我們的應(yīng)用程序運(yùn)行方式作出恰當(dāng)?shù)恼{(diào)整,我們就能夠達(dá)到事半功倍的效果。 對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)的分析方法,在面對(duì)快速發(fā)展的并行計(jì)算需求時(shí),已顯示出了不足之處。新型的分析方法和分析工具呼之欲出。應(yīng)用要發(fā)展,理論要先行。只有從理論上為網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分析奠定了基礎(chǔ),才會(huì)有更長足的進(jìn)步。 本文旨在提出幾種對(duì)于分析并行網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和并行應(yīng)用非常有用的方法,希望能夠間接幫助

4、提高應(yīng)用程序的運(yùn)行效率。 本文在第一章首先簡要回顧了并行計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì),應(yīng)用程序在并行計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)上的運(yùn)行方式,以及衡量效率時(shí)應(yīng)參考的依據(jù)。 第二章主要介紹了幾種常用的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型,并簡單總結(jié)了幾種通常用于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)度量的指標(biāo)。 第三章主要研究了等周問題在分析并行網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用。等周問題源于幾何,但是等周方法卻應(yīng)用于各種領(lǐng)域。我們通過建立的等周數(shù)指標(biāo),詳細(xì)分析了在一種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上,如何確定目標(biāo)子結(jié)構(gòu)