PDF《并行计算方 法研究与并 行计 算机》

3 . 探 讨适 用于向量机KJ89

2 0 的向量算法.KJ是中国科学 院 研制 的 向量 机,主频28中国科学基金199

1 年50MHz,主存容量 ZM 字,字长

6 4 位、向量 长度 64一128.测试的 目的是发掘计算 问题中的 向 量成分 , 提高国 产机 的使用效 率.通过测 试表 明,对于 简单的程 序结构 , 在循环语句 中直接 用 向量 语句代替标量 语句 , K J 效率能 提高 1任一

2 0 倍.而且,随着问题规模 的 扩大 , 效率的提 高 也愈 明显 . 地震 石 油勘 探软 件是 K J 机 目前运 行 的重要 应用软件之一 , 我 们对 其中 的某 些典型模块开始 向量 化,取得 了初步 成效 . 例如 , 对其 中一个 迭加模块 向量化后 的速 度比原 来标量 计算时提高

2 5 倍,这表 明,现在 K J 运行的一些应 用软件向量 化的潜力很 大.4.并行计算方法 的基础 研究 . 并行算法是一 门关键技术 , 同时有学 科上 的 新思 想、新观 念 和新方法 . 我们把重点放在并 行算法的基 础研究和应用基础研 究,已对以下 问题开展 工作: ・ 科学计算中的可并行性与并行潜力 ・ 分裂与 排序在 并行计算中的作用 ・ 并 行算法 中的舍人误 差分析 ・ 分 布式 系统不 同连 接方式 对线性 代数方 程组求解 的影响 ・ 并行计算实现 中的 软件开 销・共享内存与分布式系统 的并行实现 特点 ・ 向量 计算与并 行计算的共性 及异性 ・ 有 限元 、 计算流 体、优化及几 何造型 中的并行计算 , 等等 . 世界 上很 多客观事物 的发展 过程 是并行的 , 彼此相 对独 立,相互又有 一定 的联 系 和制 约.并行算法研究就是要 发掘客观 过程 的 内在并行特性 , 把一个 复杂 的计算任务 分配到各个不 同 处理 部件 , 使每个子任务相 对独 立,不同子任务 之 间减 少不 必要 的通 讯,以协调 实现整 体的高 效率 . 从这 个意 义上说 , 并行计算有可能使人们对 客观事 物 的认 识 较为深 刻、较为全 面.而以往串行计算机上计算方法 的一个 本质限制是 把客观 多维 实体映象到 一维 串行机 内逐条 串行 执行.逐步加 深认识并行 计算与串行计算的关系 , 是 并行算法基 础研 究的重要 内容 . 一 个完整 的科 学工 程计算过 程,要经历从 形成科 学工 程模型 、 数学 模型 、 计算方 法,到程 序 实现 , 乃至 软件 开 发诸环 节.我们认 为, 并行 的思想 应贯 穿在每 个 环节 中,并应 尽 量从 模型 级开展 并行研究 . 只有 这样 , 才能更 深刻揭示所 计算问题 客观 存在 的 并行 特性 , 对于 以后 的并行 算法设计和 实现具有指导 意义 , 并往往 能取得 意想 不到 的效果 . 反之 , 若置问题的物理 意义与数学算法于不 顾,只是拘 泥于现有 串行 程序的并行 改写 , 往 往事倍功半 . 并行 机与并行算法 的研究 , 也推动 了有关的计算 方法 发展 . 研 究表明 , 近 十年 来计算方法 的很多重 要进 展直接 或间接 与并行 算法有 密切 的联系 . 现正 在逐步 形成 并行计算方 法 分支 学科,以示 区别于原来基于 串行机上的计算方 法.什么是 并行计算方法 的主 要特 点呢? 经过 这几 年 的摸索 , 我们初 步归 纳为 多、分、高、混、模 五个 字. 多 ,即多层 、 多步 、 多级、多重 等方 法;

分 ,即分裂 、 分解 、 分区 、 分叉等方 法;

高 ,指高精度 、 高维化等方 法;