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时间:2020-07-07
《基于多核异构处理器CELL的N-Body并行算法设计与实现.doc》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、摘要近年来,异构多核处理器,即“主核心+协处理器”发展迅速,对并行计算处理的能力大大增强,受到越来越多的重视。基于这种异构多核处理器,对并行算法的研究,对异构多核处理器在并行算法的应用具有重要的意义。而CELL正是这种异构多核处理器的代表,在许多方面得到应用。N-BODY问题在经典天体力学中占有很重要的地位,而且它涉及到科学与工程中的许多领域,研究这个问题有具有很重要的意义。这个问题的主要特点是O(N*N)的计算量,采用并行算法来解决这个问题是必然的选择。本文首先介绍了CELL处理器的产生背景和CELL处理器的结构,以及在CELL处理器
2、上上进行编程的基本模型。然后提出了N-BODY问题,以及研究N-BODY问题的意义。详细讲述了引力N-BODY问题,以及解决这个问题的并行算法,并着重介绍了树形分级算法中的Banes-Hut分级树算法和快速多极算法FMA(FastMultiplesAlgorithm)。之后讲述了利用CELL处理器解决N-BODY问题,采用的是树形分级算法,以及在CELL处理器上编程的时候要注意的问题。最后介绍了CELL模拟器环境的安装,程序的执行以及实验功能与性能的模拟与实现,并分析得到的数据。关键词CELL处理器并行N-BODY问题SPE线程Abst
3、ractHeterogeneousmulti-coreprocessorswhichare"themaincore+co-processor"developedquicklyinrecentyears.Theheterogeneousmulti-coreprocessorshavegreatabilityinparallelcomputing,andbecomingmoreandmoreattractive.Parallelalgorithmstudyontheheterogeneousmulti-coreprocessorshasgr
4、eatsignificance.AndtheCELLprocessorisonbehalfofheterogeneousmulti-coreprocessorsandisappliedinmanyways.N-BODYproblemhasaveryimportantpositioninclassicalcelestialmechanics.Itrelatestoscienceandengineeringinmanyareasandstudyonthisproblemofgreatsignificance.Themainfeatureso
5、fthisproblemisO(N*N)ofcomputation,andthebestchoicetosolvethisproblemisparallelalgorithm.ThispaperfirstintroducesthebackgroundoftheCELLprocessorandthestructureoftheCELLprocessor.Andthebasicprogrammodelonthisprocessor.ThenweraisetheN-BODYproblemandthesignificancestudyonthi
6、sproblem.LaterwemakeadetailedaccountofthegravitationalN-BODYandtheparallelalgorithmstosolvethisproblemwithanemphasisontheclassificationtreealgorithmintheBanes-HuthierarchicaltreealgorithmandthefastmultiplexalgorithmforFMA(FastMultiplesAlgorithm).Afterthatwetalkaboutusing
7、theclassificationtreealgorithmtosolvetheN-BODYproblemontheCELLprocessorandsomethingweshouldpayattentiontowhenweprogrammingonthisprocessor.FinallyweintroducetheinstallationoftheenvironmentsimulatorCELL,Theimplementationoftheproceduresaswellasfunctionalityandperformancetes
8、tandrealizationofthesimulation.Atlastweanalysisofthedatawhichwegetfromthesimulation.KeywordsCELLprocess
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