Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 30 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
30
Dung lượng
239,5 KB
Nội dung
Chương I !!"# !$%&'()*+ !,-./-0122!3 !34()*-01$! Chương II((5-226#-%%$ $!,-'((5-22$ $$,-071((5-22$ Kết luận! 2 ,87980:;<=)89)>)?@9 /892AB@9C79)6DEFG189:;=H79#)89 >I):#HJK HC-6#1:#=H#:=LC-(BFGM CEB)1&'B8.K-A#NFGM22 O:#.-)PD0(6:;7<6<= )O)>6L( 0650B6((-5-22O-Q.)D E@R:((.1-&CSHE0(AB 2'DTEJK:=02-'OT U11=V?E0P58?Phương pháp nghiên cứu khoa học trong tin họcW6(:;$. ,:X!6EFGM22 ,:X$((5-22)7-07 I2-'? ,-.:X. =)CP50:;)*)YH (<:;)0E')7#.Z6#-85.)7 [V)V\&0BVFG-X&(0"4] ]4(>5^='0CH(<MC-PVP E0 %],B0!-3@$_! 3 R5F`/67 4 a!bW8?c%:X. 52-'?d "4]]e@4( a$b%:X. 52-'?fg5 "%hU ab[)=%)V,.BV=i= j ")Bj2 ".B"V)V 4)0.2Be. 4) a3bk.llmmm2V=lnCml.)Vl.)o.)l)V2)V2 abk.ll)=C6ln=CV0l2$ + a bk.llm.V=) 5 CHƯƠNG I TNG QUAN V X LÍ SONG SONG 1.1 Gi$i thiê&u Xử lí song song pD.-Y070(HC-C-A :;=H#:FG18HL7BFG1(BFG1C EB=LC-(B)1&'BN)H-01FG1 LPeRV08 <:;07 ,16^6506DEQ).-:;@FG122 /-A-01' Xử lí song song là cách xử lí thông tin bằng việc sử dụng nhiều hơn một bộ xử lí để thực hiện nhiều hơn một thao tác trên dữ liệu tại một thời điểm. pG122::;<=.FG1H6DE A89FGM:28^65.:8^- qhRjB8^0PO/-.NBFGM6 -)7-=H)D#:FGM61B-=H 6 X 2r =H B - s s DN@9 - 6D E c)= VVdtH6DE8P0()c;.MdB :!__B!___BN@P -u:8^15B2L0P O/DKBCOVV:B8^DC-=q 4-6#FG1LB)1-22O2ACOFG1( ;.6#P0(ZO6DE7:;FG1 6^vPPE.`.-:;Lwe# AOFG1XBFG1220(:;EC-# 6.<'. 6 1.2 Phân loại kiến trúc máy tính song song -0122P:;V$?1=JE Pt)xmu6=J=Ht=xmu-0122=J EP=L/0(V-07I/-01eRVB ?)YE=JEPPL6CD< -0122=J=HB8:;C((c.e RVdB^-Crv8)K)K#- ys0)&EPz&0*y5.) 6--0122=JEP R@!{ B|}0>.&-A-01=L)7 =Jys6=JEP3'2 [htV Instruction2)VB Single Data2)Vu [htV Instruction2)VB Multiple Data2)V2u [ht.V Instruction2)V2B Single Data2)Vu [ht.V Instruction2)V2B Multiple Data2)V2u %&V<892G=MIMD > SIMD > MISD 7 1.2.1 Kiến trúc SISD (đơn dòng lệnh, đơn luồng dữ liệu) -01'[hyO,%~B6rvPyL O6y?BO=H8^[h18^ -01PeRV ]^!!8^/()*[h 1.2.2 Kiến trúc SIMD (đơn dòng lệnh, đa luồng dữ liệu) RH-01[hOX6sEPPEPE X6sFG1LO=J-&TX6sEP.-2 1EP#D-COFG1L7ZO.`.-)7 -=H- ]^!$8^/()*[h W7)[hBw'L?((XC2 • SIMD đồng bộ và bất đồng bộ. 8 Đơn vị điều khiển Bộ xử lí số học Bộ nhớ Luồng kết quả Dòng lệnh Luồng dữ liệu Đơn vị điều khiển Phần tử xử lí 1 Phần tử xử lí 2 Phần tử xử lí n Tín hiệu điều khiển )O-0[hBYCOFGMPL0CK-ys :;C-=L6)'-CO/0HE. O6=H07E0P=q(FGMO61 -E8O-0(2G= .7CCDwCO/![hB:;C((%htV Program Multiple Data),)YCOFGM2•'0OC2/:X )^TP5;/%h)*1-CP< Ec€•V•V2VdBYCOFGM2•yLr-1;. 8D-.11-- • Chip SIMD tùy chọn hay thống nhất (commodity) O-0[hP:;((=L)7H.A D0YH.Z0?)-(.5<D^ -.F:#)‚X=2FD'07 H.1:650P<-0(A 8(O((PRH.7 6P.<'.6((B2FD6PG--0[h 6UPV'(0(6EAOFGM,J-. Z0?^^v);AXL07U=q (.1X6.-)P461;.ECOFGM Z6#CO#=:=5)7O.e[X)r7B^ 6(;.:P/-(.5)7P 1.2.5 Kiến trúc MISD (đa dòng lệnh, đơn luồng dữ liệu) -01'[hPLE:X)^)7ZO =H4()*P0:2 • #.--0107-X6sFG1-P5 H-6L)7ZO=H 9 • #.--01-w=H:;0PL O=>0-COFG17(. ]^!8^/()*[h 8^0:8D0E)-<=O )HM=Cr6^(-<=8( =O -=ƒ=6()*[hBE0=q(6(()O ()*PK>O1E8P0 7P =-COFGM22P[h6)O< =P 10 Đơn vị điều khiển1 Đơn vị điều khiển 2 Đơn vị điều khiển n Phần tử xử lí 1 Phần tử xử lí 2 Phần tử xử lí n Dòng lệnh 1 Dòng lệnh 2 Dòng lệnh n . . . . . . Luồng dữ liệu )^)761=6EOCOFGM226#()*[h O=J=HX6O-01wCOFGMRE.`. C(:;L)7YX6s=H):#:;0P 2Ot0EuCOFGM-,-X6s=H((.P -.`.C(-=EO5.=H/-=Jy s0=-‚EPQC:;)0EZ6#=H,1 6^650-<V()*[hP:;FV:O AAD.O6.<'.6#E:=q6) Y?P:;5.)^)7C 1.2.4 Kiến trúc MIMD (đa luồng lệnh, đa luồng dữ liệu) -01[hJ:;?COFG1BvCOFG1PL Hw)7)7-w=H)7/*T2A -A[hCO#)76P)05.6CO# 7:;)H-COFG1 11 [...]... được kết nối với nhau thông qua mạng Gethernet CHƯƠNG II 24 THIẾT KẾ THUẬT TOÁN SONG SONG TRÊN TINH THẦN CÁC PHƯƠNG PHÁP SÁNG TẠO 2.1 Các giai đoạn thiết kế thuật toán song song Có ba cách tiếp cận trong thiết kế thuật toán song song cho một bài toán, đó là: - Song song hóa các thuật toán tuần tự, biến đổi những cấu trúc tuần tự để tận dụng khả năng song song tự nhiên của tất cả các thành phần trong. .. trong hệ thống xử lí - Thiết kế thuật toán song song hoàn toàn mới - Thiết kế thuật toán song song từ những thuật toán song song đã được xây dựng Trong thiết kế dù sử dụng hướng tiếp cận nào thì cũng thường bao gồm các giai đoạn sau: 1 Phân rã (Partitioning): Chia những tính toán và dữ liệu thành những tác vụ nhỏ Giai đoạn này chủ yếu là để tìm kiếm khả năng thực hiện song song và thường độc lập... tận dụng khả năng của các bộ xử lí và giảm thiểu chi 25 phí truyền thông Ánh xạ có thể được xác định tĩnh (statically) hoặc trong thời gian chạy (runtime) bằng thuật toán cân bằng tải (loadbalancing) 2.2 Các nguyên lí thiết kế thuật toán song song Thuật toán song song được định nghĩa là một tập các tiến trình hoặc các tác vụ có thể thực hiện đồng thời và có thể trao đổi dữ liệu với nhau để kết... nhớ địa phương không chia sẻ với những bộ xử lí khác, các bộ xử lí liên lạc với nhau thông qua giao thức truyền thông điệp 1.3.2 Mạng liên kết các thành phần của máy tính song song Trong hầu hết các kiến trúc song song, vấn đề quan trọng nhất trong thiết kế là xác định sự liên kết giữa các bộ xử lí với nhau Nói chung có hai loại cấu hình cho mạng liên kết: liên kết tĩnh và liên kết động... liên kết tĩnh là mạng các thành phần của một hệ thống máy tính, bộ xử lí và bộ nhớ được liên kết một cách cố định - Mạng liên kết động là mạng các thành phần của hệ thống máy tính trong đó các liên kết giữa các bộ xử lí và bộ nhớ là có thể thay đổi được cấu hình Sau đây là một số mô hình mạng liên kết tĩnh giữa các bộ xử lí của máy tính song song 1 Mạng liên kết tuyến tính Trong mạng liên kết... NEXT(NEXT(i)) endif EndPar End 30 KẾT LUẬN Thông qua việc trình bày về tính toán song song và thiết kế thuật toán song song, bài viết đã cố gắng tóm lược lại những kiến thức về các phương pháp sáng tạo được truyền đạt trên lớp Tuy vậy, bài tiểu luận vẫn còn nhiều hạn chế cũng như nhiều vấn đề chưa giải quyết được Rất mong được sự góp ý bổ sung của thầy và các bạn để phát triển tiếp sau... liệu với nhau để kết hợp cùng giải một bài toán Đây cũng chính là nơi áp dụng các nguyên lí sáng tạo Sau đây ta sẽ xem xét các nguyên lí trong thiết kế cụ thể 2.2.1 Nguyên lí chia để trị Tinh thần chia để trị luôn là một trong những biện pháp thông dụng nhất để giải quyết vấn đề Đây cũng là tinh thần của nguyên lí phân nhỏ Bằng cách chia nhỏ công việc thành các phần con độc lập tương đối, ta có thể... kết nối vòng (a) Lưới không có kết nối vòng (b) Lưới có kết nối vòng Hình1.9 Mạng liên kết lưới hai chiều 5 Mạng liên kết siêu khối Mạng liên kết siêu khối d chiều gồm N= 2 d bộ xử lí , mỗi bộ xử lí liên kết với d bộ xử lí khác trong mạng Thông thường mạng liên kết siêu khối d+1 chiều được xây dựng bằng cách kết nối hai mạng liên kết siêu khối d chiều Một cách hình thức, mạng liên kết... quyết đồng thời từng vấn để nhỏ, nhờ đó tăng hiệu năng hệ thống Ví dụ : Bài toán tính tổng A[1:n], ta thiết kế thuật toán song song có độ phức tạp thời gian O(logn) với O(n) bộ xử lý Thuật toán chưa tối ưu Sử dụng việc phân chia dữ liệu ta sẽ có thuật toán với độ phức tạp thời gian O(logn) với O(n/logn) bộ xử lý + Phân các phần tử của mảng vào n/logn nhóm; mỗi nhóm chứa logn phần tử k = logn... thực hiên trước khi Pi kết thúc 2.2.4 Nguyên lí phát triển bởi nhân đôi Phương pháp phát triển bởi nhân đôi có thể được nhìn theo một cách khác Tại mỗi bước, mỗi phần tử xử lý nhân đôi số phần tử tính toán Vì thế 28 “phát triển” thu được bởi nhân đôi số lượng dữ liệu tại mỗi bước Tất nhiên, có các cách khác nhau sử dụng kĩ thuật này, thậm chí đối với các bài toán không kết hợp với cấu trúc . 4) a3bk.llmmm2V=lnCml.)Vl.)o.)l)V2)V2 abk.ll)=C6ln=CV0l2$ + a bk.llm.V=) 5 CHƯƠNG I TNG QUAN V X LÍ SONG SONG 1.1 Gi$i thiê&u Xử lí song song pD.-Y070(HC-C-A :;=H#:FG18HL7BFG1(BFG1C EB=LC-(B)1&'BN)H-01FG1 LPeRV08. <:;07 ,16^6506DEQ).-:;@FG122 /-A-01' Xử lí song song là cách xử lí thông tin bằng việc sử dụng nhiều hơn một bộ xử lí để thực hiện nhiều hơn một thao tác trên dữ. WO#-01)CO#-01v*O -01CO#s.:X82‚6#HCOFG1 -B-COFG17'6#8<)0E 8. 1.3.2 Mạng liên kết các thành phần của máy tính song song. )(-()*22B6DE)?D) ((F-s2L7(H-COFG16#R 'D^'7(7(‰67(O -