基于PVM的并行程序开发平台研究

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网络并行计算在高性能计算的需求推动下迅速发展起来,在工程科学领域的应用已经非常广泛。伴随着网络并行计算的发展出现了一些并行支撑平台,如PVM,MPI等。这些平台本身都具备一系列的API接口,提供给开发人员调用,开发人员通过调用这些平台提供的函数进行并行程序设计。然而这些平台的共同特点是开发效率低、质量难以保证,而且对开发人员的要求比较高,开发难度大。并行程序的开发与串行程序开发相比,具有一定的特殊性和复杂性。并行程序的分析和设计需要考虑如任务分配,进程间的通信和同步等细节,而且并行程序需要调用并行平台中复杂的函数来完成数据传输和处理。因此并行程序设计比串行程序要复杂,它比串行程序更需要开发工具的支持。当前国内外对并行计算的研究主要在实际的工程应用上,并行开发工具的研究相对较少,目前还没有一个较好的并行开发工具。并行开发工具发展的相对滞后,在很大程度上影响了网络并行计算的发展。因此,针对这种情况,本文提出了一个基于PVM的并行程序开发平台。平台包括一个并行程序库、并行程序框架生成向导和一个嵌入到Visual C++开发环境中的并行类管理器。并行程序库是一个面向数值计算领域的、具有面向对象特征的并行算法库。我们把一些典型数值并行算法进行了封装,为开发人员提供高层次的应用程序接口,开发人员只需调用库中的类和函数就可以轻松进行并行程序设计。并行程序框架生成向导集成了一些常用的并行程序模板,开发人员通过向导可以生成并行程序框架。并行类管理器是借鉴Visual C++开发环境中的类向导设计出来的。通过管理器开发人员可以在工程中创建新类,并且能够管理在工程中已经创建的类。通过本平台进行并行程序开发将会更加容易,开发效率也会更高。这不仅能加快网络并行计算的发展,而且能推动其他相关工程科学的发展。
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