Lập trình song song OPENMP

PHÁT TRIỂN ỨNG DỤNG SONG SONG VỚI OPENMP                

    GIỚI THIỆU   

           Ngày nay sự phát triển của công nghệ được thách thức bởi lớp bài toán lớn cần giải quyết trong nhiều lĩnh vực của đời sống xã hội như dự báo thời tiết, khai phá dữ liệu, xử lý ảnh, mô phỏng tai nạn xe hơi, tự động hóa... Lớp bài toán này vừa đòi hỏi đáp ứng thời gian thực vừa yêu cầu xử lý trên khối dữ liệu lớn. Để giải quyết bài toán này đòi hỏi các bộ xử lý có hiệu năng cao.

           Xử lý song song ra đời với mục đích làm tăng khả năng tính toán của máy tính bằng cách kết hợp nhiều bộ xử lý tham gia đồng thời vào quá trình xử lý thay với việc sử dụng các máy tính chuyên biệt đắt tiền.

        Với sự phát triển cua kiến trúc máy tính và mạng máy tính cho thấy rằng trong tương lai cho thấy xử lý song song không những được thực hiện trên những siêu máy tính mà có thể được thực hiện trên các trạm làm việc, máy tính cá nhân, mạng máy tính. Nhưng hầu hết các thuật toán ngày nay đều là những thuật toán tuần tự. Cho nên cần xây dựng những thuật toán, cấu trúc dữ liệu cho phép xử lý một cách song song. Xử lý song song giúp giải quyết hiệu quả rất nhiều bài toán lớn đặc biệt là bài toán mô phỏng N-body. 

         Đó là một bài toán mô phỏng chuyển động của các body trong hệ mô phỏng N-body do lực tương tác giữa giữa các body.Việc song song hóa bài toán trên là rất hợp lý vì một hệ N-body có rất nhiều các body nên việc tính lực tương tác giữa các body tốn rất nhiều thời gian. Trong khuôn khổ của khóa luận. Áp dụng xử lý song song vào việc giảm thời gian tính lực tương tác giữa các body trong hệ mô phỏng N-body. Luận văn gồm ba chương.

Chương 1: Là chương giới thiệu tổng quan về lập tính toán song song. 

          Chương này đề cập đến các vấn đề như các kiến trúc của máy tính song song, các mô hình lập trình song song, và các vấn đề liên quan đến hiệu năng của lập trình song song như định luật amdahl’s, bế tắc và cân bằng tải.

Chương 2: Là chương giới thiệu về OpenMP. 

          Chương này tập trung nghiên cứu chi tiết các thành phần củac OpenMP. Bao gồm các chỉ thị biên dịch, các hàm thư viện và các biến môi trường.

Chương 3: Là chương mô tả và cài đặt bài toán N-body. 

           Chương này mô tả sơ qua bài toán N-body. Thuật toán tính lực tương tác lên các body trong hệ, và ba cách song song hóa giai đoạn tính lực tương tác giữa các body.

PHÁT TRIỂN ỨNG DỤNG SONG SONG VỚI OPENMP:    Tải về

( Hướng dẫn tải về: Tích vào tôi không phải là người máy--> đợi 3s kích trực tiếp getlink hoặc phải chuột getlink mở cửa sổ mới)

Tính toán hiệu năng cao bằng GPU

TÍNH TOÁN HIỆU NĂNG CAO VỚI BỘ XỬ LÝ ĐỒ HỌA GPU VÀ ỨNG DỤNGGIỚI THIỆU

            Các bộ xử lý đồ họa (GPU - Graphic Proccessing Unit) đã trở thành một phần không thể tách rời của hệ thống máy tính ngày nay. Trong sáu năm vừa qua đã đánh dấu sự gia tăng ấn tượng trong hiệu suất và khả năng của GPU. GPU hiện đại khôngchỉ là một công cụ xử lý đồ họa mạnh mà còn là một bộ xử lý hỗ trợ lập trình song song ở mức cao, giúp xử lý các bài toán số học lập trình tính năng xử lý số học phứctạp và băng thông bộ nhớ tăng hơn đáng kể so với CPU cùng loại. Sự tăng tốc nhanh chóng của GPU trong cả khả năng hỗ trợ lập trình và năng lực tính toán của nó đã tạo ra một xu hướng nghiên cứu mới. Một cộng đồng đã nghiên cứu và đã ánh xạ thành công một lượng lớn các vấn đề phức tạp đòi hỏi tính toán lớn vào GPU. Điều này trong nỗ lực chung nhằm mục đích ứng dụng GPU vào giải quyết các bài toán hiệu năng cao của tính toán hiện đại. 

          Tính toán mục đích thông dụng trên GPU (GPGPU) là một thay thế hấp dẫn cho CPU tại trong hệ thống máy tính hiện đại. Trong một tương lai không xa, chúng ta có thể sẽ thấy GPU sẽ đảm nhận thay cho CPU những công việc như xử lý hình ảnh và đồ họa, các tính toán phức tạp thay vì chỉ dừng lại ở những ứng dụng trò chơi 3D.

            Với những ý nghĩa thực tiến đó, luận văn đi vào nghiên cứu tính toán thông dụng trên GPU và thử nghiệm trực tiếp trên bài toán tính toán hiệu năng cao tiêu biểu là n-body. Luận văn gồm 3 chương chính:

Chương 1: Tổng quan về tính toán song song và GPU, 

         Chương này giới thiệu những kiến thức tổng quan về tính toán song song, từ đó tìm hiểu những kiến thức cơ bản về bộ xử lý đồ họa GPU và cách thức ứng dụng tính toán trên đó.

Chương 2: Hệ thống chương trình dịch và ngôn ngữ lập trình GPU. 

        Chương này cung cấp các kiến thức về môi trường lập trình, ngôn ngữ lập trình, cách thiết lập chương trình và các chỉ dẫn hiệu năng khi cài đặt ứng dụng tính toán trên GPU.

Chương 3: Ứng dụng GPU vào bài toán n-body và thử nghiệm chương trình.

         Trên cơ cở các kiến thức được trình bày ở các chương trên, tác giả luận văn đã tiếnhành cài đặt và thử nghiệm mô phỏng n-body trên CPU và GPU. Từ đó có những so sánh, nhận xét về năng lực tính toán vượt trội của GPU so với CPU truyền thống. Đồng thời cũng mở ra các hướng cải tiến hiệu năng mới cho bài toán n-body chạy trên GPU. 

TÍNH TOÁN HIỆU NĂNG CAO VỚI BỘ XỬ LÝ ĐỒ HỌA GPU VÀ ỨNG DỤNG: Tải về

( Hướng dẫn tải về: Tích vào tôi không phải là người máy--> đợi 3s kích trực tiếp getlink hoặc phải chuột getlink mở cửa sổ mới)