中国科学技术大学：《并行计算 Parallel Computing》课程教学资源（PPT课件讲稿）第二篇 并行算法的设计 第七章 并行算法的一般设计过程

中国料学火计算机科学与波术系 niversity of Science and Technolo ogy of China DEAT三 NT OF C口 MPUTER SCIENGE AND TECHNOLOr 第二篇并行算法的设计 第四章并行算法的设计基础 第五章并行算法的一般设计方法 第六章并行算法的基本设计技术 第七章并行算法的一般设计过程

第二篇 并行算法的设计 第四章 并行算法的设计基础 第五章 并行算法的一般设计方法 第六章 并行算法的基本设计技术 第七章 并行算法的一般设计过程

中国料学火计算机科学与波术系 niversity of Science and Technology of China DEAT三 NT OF C口 MPUTER SCIENGE AND TECHNOLOr 第七章并行算法的一般设计过程 7.1PCAM设计方法学 7.2划分 7.3通讯 7.4组合 7.5映射 7.6小结

第七章 并行算法的一般设计过程 7.1 PCAM设计方法学 7.2 划分 7.3 通讯 7.4 组合 7.5 映射 7.6 小结

中国料学火计算机科学与波术系 niversity of Science and Technology of China DEAT三 NT OF C口 MPUTER SCIENGE AND TECHNOLOr PCAM设计方法学 设计并行算法的四个阶段 划分( Partitioning 通讯( communication) ■组合( Agglomeration) ■映射( Mapping 划分:分解成小的任务,开拓并发性; 通讯:确定诸任务间的数据交换,监测划分的合理性; 组合:依据任务的局部性,组合成更大的任务; 映射:将每个任务分配到处理器上,提高算法的性能。 国家高性能计算中心(合肥 2021/2/19

国家高性能计算中心（合肥） 4 2021/2/19 PCAM设计方法学 ▪ 设计并行算法的四个阶段 ▪ 划分(Partitioning) ▪ 通讯(Communication) ▪ 组合(Agglomeration) ▪ 映射(Mapping) ▪ 划分：分解成小的任务，开拓并发性； ▪ 通讯：确定诸任务间的数据交换，监测划分的合理性； ▪ 组合：依据任务的局部性，组合成更大的任务； ▪ 映射：将每个任务分配到处理器上，提高算法的性能

中国料学火计算机科学与波术系 niversity of Science and Technology of China D三P去RT三刊TFC口PTER三巴 NCE AND了N。LDr PCAM设计过程 问题 划分 ○ 通信○○ 组合 8(88 映射 国家高性能计算中心(合肥 2021/2/19

国家高性能计算中心（合肥） 5 2021/2/19 PCAM设计过程 问题 划分 映射 组合 通信

中国料学火计算机科学与波术系 niversity of Science and Technolo ogy of China DEAT三 NT OF C口 MPUTER SCIENGE AND TECHNOLOr 第七章并行算法的一般设计过程 7.1PCAM设计方法学 7.2划分 7.3通讯 74组合 7.5映射 7.6小结

第七章 并行算法的一般设计过程 7.1 PCAM设计方法学 7.2 划分 7.3 通讯 7.4 组合 7.5 映射 7.6 小结

中国料学火计算机科学与波术系 niversity of Science and Technolo ogy of China DEAT三 NT OF C口 MPUTER SCIENGE AND TECHNOLOr 7.2划分 7.2.1方法描述 7.2.2城分解 7.2.3功能分解 7.24划分判据

7.2 划分 7.2.1 方法描述 7.2.2 域分解 7.2.3 功能分解 7.2.4 划分判据

中国料学火计算机科学与波术系 niversity of Science and Technology of China DEAT三 NT OF C口 MPUTER SCIENGE AND TECHNOLOr 划分方法描述 充分开拓算法的并发性和可扩放性; 先进行数据分解(称堿分解),再进行计算功 能的分解(称功能分解); 使数据集和计算集互不相交; 划分阶段忽略处理器数目和目标机器的体 余结构; 能分为两类划分: 城分解( domain decomposition) 功能分解( functional decomposition) 国家高性能计算中心(合肥 2021/2/19

国家高性能计算中心（合肥） 8 2021/2/19 划分方法描述 ▪ 充分开拓算法的并发性和可扩放性； ▪ 先进行数据分解(称域分解)，再进行计算功 能的分解(称功能分解)； ▪ 使数据集和计算集互不相交； ▪ 划分阶段忽略处理器数目和目标机器的体 系结构； ▪ 能分为两类划分： ▪ 域分解(domain decomposition) ▪ 功能分解(functional decomposition)

中国料学火计算机科学与波术系 niversity of Science and Technolo ogy of China DEAT三 NT OF C口 MPUTER SCIENGE AND TECHNOLOr 7.2划分 7.21方法描述 7.2.2域分解 7.2.3功能分解 7.24划分判据

7.2 划分 7.2.1 方法描述 7.2.2 域分解 7.2.3 功能分解 7.2.4 划分判据

中国料学火计算机科学与波术系 niversity of Science and Technolo ogy of China DEAT三 NT OF C口 MPUTER SCIENGE AND TECHNOLOr 减分解 ■划分的对象是数据,可以是算法的输入 数据、中间处理数据和输出数据; 将数据分解成大致相等的小数据片; 划分时考虑数据上的相应操作 如果一个任务需要别的任务中的教据, 则会产生任务间的通讯; 国家高性能计算中心(合肥 2021/2/19

国家高性能计算中心（合肥） 10 2021/2/19 域分解 ▪ 划分的对象是数据，可以是算法的输入 数据、中间处理数据和输出数据； ▪ 将数据分解成大致相等的小数据片； ▪ 划分时考虑数据上的相应操作； ▪ 如果一个任务需要别的任务中的数据， 则会产生任务间的通讯；

中国料学火计算机科学与波术系 niversity of Science and Technolo ogy of China DEAT三 NT OF C口 MPUTER SCIENGE AND ECHNOLPr 域分解 示例:三维网格的域分解,各格点上计算 都是重复的。下图是三种分解方法 3。 1-D 图7.2 国家高性能计算中心(合肥 2021/2/19

国家高性能计算中心（合肥） 11 2021/2/19 域分解 ▪ 示例：三维网格的域分解，各格点上计算 都是重复的。下图是三种分解方法： 图7.2 1‐D 2‐D 3‐D