PDF《并行计算方 法研究与并 行计 算机》

采用 多用 户分享资源 的分时 操 作系统 ;

采 用处 理时间重 迭的流水线系 统等.并行计算机 的最初 雏形是 美国 W e s t i n h g o u s e 航空实验室 于19

6 3 年用9个处 理 部件排 成3x3阵列 机,当时他们用 它计算了一 个偏微分方程 .

1972 年研制成功的 Ii il a - - c W是一台sx8阵列机 , 这是 并行机 发 展史上 的里 程碑 . 随后 C D C 公司研 制向量 机获得初 步成功 . 向量 机形 成产 业 的标志 是197

8 年Cray一I 的诞 生.以后 , 日本的 富士通 、 日立 与NEC等相 继推 出 亿次扩 乃至

1 0 亿次机 产品 , 我 国也设计或研制 了757机、YH(银 河 )一

1 以及 K J

8 92

0 等向 量机 . 另 一方 面,具有 性 能价格 比优势 的小型 巨型机 ( 向量 并行 机)开始陆续 进人 市场 . 据不 完全 统计 , 到80年代末 , 世 界上 已安 装了30

0 多台 亿次 机 ,150

0 台各种并行机 , 其 中绝 大部 分的结构属 于共享存贮系统 , 这 类并行机处 理器 的个数大多 在 4一8 之间,少数 达16一犯 . 处 理器个数超过

10 0 的 高度并行 机 目前都采用分布式 系统结构 , 每个 处理器 自带局部存贮器 , 不 同处理器之 间的通讯通 过信息传递 . 历来,计算方法 与所 使用 的计算工 具是 密切 相关 的,计算工 具是计算方法实现 的物质基 础.如50年代以前的计算方法是基于 台式计算机 , 近几 十年来人们研制的大量应 用程 序和 软 件资源 , 是 以串行机 为主要 对象 . 并 行处 理是计算机 结构 上的重 要突破 , 并行机 与传统 的 串行 机在 硬件结构上有着本质的 区别 , 并行机为计算机 用户 实现算法 提供了新 的手段 ― 并行化 , 从而促使计算方 法 的研究进 人并行化计算方法 的新 阶段 , 这 是一个 很值得重视 的动 向.同时 , 并行 机的研制 与发 展本身也离不 开并行 算法 研究 , 这种联 系 比以往 串行机 研制时要 密切 得多 . 经过长期 发展 , 很多 公 司生产 的 串行 机都已 形 成序列 , 软件兼容 , 算法研 究主要 用 来开 发新软件 . 而 并行 机 的研 制则不 同,由于其使用和 效率的 发挥 , 强 烈依赖于 机器 结构 , 使 系统软件与算法研究在并行机 研制中所 占的 比重 大大 超过 串行机 的研制 . 所以,很多并行机 研制部门都设有 自己 的算法研究 组,负责测试并行性能及 研制 适合该并行机 的特定算法 , 或反 过 来检 验结构设 计的合理性 , 甚 至反 复修改结构设 计.有的并行机 就是 根据 某 个特定 算法 而 设计的 . 由此 可见 , 研究并行算法是研 制发展 并行机的一 个重要 组成 部分 . 此外 , 我们之所 以强调 加强 并 行算法 的研究 和应 用,是吸取了国 际上 的经 验 教训 .

8 0 年 代中期 , 国际上 出现 并行 机热 , 各种型 号 的亿次机及 小型巨型机竞相 推出.时隔几 年,就出现 了反 复,不少小 型 巨型 机包 括某些 巨型 机产 品积压 , 某 些公 司濒 于倒 闭.造成 这一 情况 的原 因 很复 杂,总的还是 属于 高技术迅速 发展 与市场激烈竞争的正 常过 程.近年来 , 基于精简 指令 芯片(IRSC )技术 的高性 能工作站 迅猛 发展,友好的人 机交 互界面,功能齐全的真实感 图形 一图 象系 统,软件标准化与语言的可移植性 , 以及有竞争力 的性 能价格 比,为用户提供了大量 的应 用软件与较理 想 的硬 、 软件环境 , 对 于一般 用户 , 基本上不 用做算法 与程 序 的更 动,这些 自然 是 很有 吸引力 的.相比之 下,小型巨型机用 的芯 片较落后 , 又鉴 于 目前并行 软件 中 自动并 行识别 (包括向量 自动 识别 ) 功能不 齐全,在多数情 况下 必须 投人 较多 的人 工 干预 才能 很好 发挥并行 机或向量机 效率 . 换句话说 , 目前并 行 机使用还停 留在 专家级 水平,对于 一 般用 户,不如使 第 3期 孙家和: 并行计算方法研究 与并行计算机