基于datampi的并行矩阵乘法计算模型研究

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1、中图分类号：单位代号：10280密级：学号：硕士学位论文SHANGHAIUNIVERSITYMASTER’SDISSERTATION题基于DataMPI的并行矩阵目乘法计算模型研究作者陈雪学科专业计算机应用技术导师雷咏梅完成日期2016年2月上海大学硕士学位论文上海大学本论文经答辩委员会全体委员审查,确认符合上海大学硕士学位论文质量要求。答辩委员会签名：主任：委员：导师：答辩日期：I上海大学硕士学位论文原创性声明本人声明：所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已发表或撰写过的研究成果。参与同一工作的其他同志对本研究所做的任何贡献均已

2、在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：日期：本论文使用授权说明本人完全了解上海大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留论文及送交论文复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容。（保密的论文在解密后应遵守此规定）签名：导师签名：日期：II上海大学硕士学位论文上海大学工学硕士学位论文基于DataMPI的并行矩阵乘法计算模型研究姓名：陈雪导师：雷咏梅学科专业：计算机应用技术上海大学计算机工程与科学学院二零一六年二月III上海大学硕士学位论文ADissertationSubmittedtoShanghaiUniversityfortheDegreeofMasterin

3、EngineeringTheResearchofComputationalModelofParallelMatrixMultiplicationbasedonDataMPIMACandidate：XueChenSupervisor：Yong-meiLeiMajor：ComputerApplicationSchoolofComputerEngineeringandScienceShanghaiUniversityFebruary,2016IV上海大学硕士学位论文摘要现阶段，并行计算应用越来越广泛，一方面是因为计算的数据量增长，另一方面是因为人们对计算结果的精密度要求日益提高。并行计算模型是并行计

4、算领域的重要研究内容之一，然而迄今为止并行计算并未形成一个统一的、高度抽象、可概括所有计算的模型，并行计算系统复杂的体系结构是其重要原因。但是针对特定的并行问题，根据其应用特点，研究其计算模型，使该问题得到更加高效能的解决不失为计算模型研究的一个新的方向。对于在科学计算中占据重要地位且对时间、空间复杂度都很高的矩阵乘法的问题，本文在MPICH和将MPI高效通信及Hadoop高效数据管理功能相结合的DataMPI两个并行计算库上对其进行研究。提出了基于DataMPI的并行矩阵乘程序设计模型及程序执行模型，并根据程序执行模型，总结出基于DataMPI的并行矩阵乘运行时间公式，以指导矩阵乘法算法在D

5、ataMPI高效的实现及运行。本文具体的工作集中在以下几点：1.从通信并行机制、数据调用机制、源数据输入机制等方面对DataMPI的并行机制进行了研究与分析，并归纳DataMPI对并行矩阵乘法应用程序运行时所产生的影响因素。2.在MPICH3运行环境下，研发实现了3种并行矩阵乘算法，并进行并行运行测试，给出了对其运行的通信时间、计算时间进行评估的方法。3.对基于DataMPI的并行矩阵乘程序设计模型进行了研究。在分析DataMPI实现的主要思想及主要编程接口的基础上，提出了一个基于DataMPI的并行矩阵程序设计模型，简化矩阵乘算法在DataMPI上的实现，也为DataMPI上其它应用的开发提

6、供参考。4.提出M-FLOCA模型，即基于DataMPI的并行矩阵乘程序执行模型。该模型由五个层次组成，分别为文件系统层F、本地存储层L、计算层O、通信层C、聚合层A，M表示矩阵的意思，构建基于DataMPI的V上海大学硕士学位论文并行矩阵乘法的执行过程。5.在分析了DataMPI并行机制及其执行模型提出的基础上，通过对程序执行过程中时间的详细剖析，推导基于DataMPI的并行矩阵乘程序的运行时间计算方法。关键词：DataMPI，并行计算模型，矩阵乘法，M-FLOCA模型，并行机制VI上海大学硕士学位论文ABSTRACTNowadays,theuseofparallelcomputingbec

7、omeextensively.Areasonforthisisthattheamountofdatarisingfast.Anotherreasonforthisisthattheprecisionofthecalculationresultsofpeoplerequirementsincreasing.Theresearchonparallelcomputingmodelisoneoftheim