基于OpenMP矩阵相乘并行算法的设计

宝鸡文理学院学报 (自然科学版 ),第3 4卷，第 1期，第 2 1— 2 3页， 2 0 1 4年 3月J o u r n a l o f B a o j i Un i v e r s i t y o f Ar t s a n d S c i e n c e s( Na t u r a l S c i e n c e ),Vo 1 .3 4,No .1,P P .2 1— 2 3,M a r .2 0 1 4

DOI: 1 0 . 1 3 4 6 7/ j . c n k i . j b u n s . 2 0 1 4 . 0 1 . 0 0 8

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基于 O p e n MP矩阵相乘并行算法的设计潘亮，郭改枝，宋鑫梦(内蒙古师范大学计算机与信息工程学院，内蒙古呼和浩特 0 1 0 0 2 2 )

摘要：目的设计并实现一种基于数据划分的矩阵乘法的并行算法，将划分的数据交给多个线程同时执行，充分挖掘计算机的性能。方法根据 O’ p e n MP并行编程的基本风格，并在 Vi s u a l S t u d i o

2 0 0 5上搭建能够实现并行编程的环境平台。结果并行算法所花费的时间较非并行算法短。结论通过与非并行矩阵乘法性能进行比较，验证该算法可以有效地利用多核处理器的优势。关键词：数据划分；矩阵乘法；并行算法； Op e n MP 中图分类号： TP 3 1 2 文献标志码： A 文章编号： 1 0 0 7— 1 2 6 1 ( 2 0 1 4 ) 0 1 - 0 0 2 1 - 0 3

A r e s e a r c h o n p a r a l l e l a l g o r i t h m o f ma t r i x mu l t i p l i c a t i o n b a s e d o n Op e n MPPAN Li a n g,GU O Ga i— z h i,S ONG Xi n - me n g( C o l l e g e o f o mp C u t e r a n d I n f o r ma i t o n En g i n e e in r g,I n n e r Mo n g o l i a No r ma l Un i v e r s i t y,Ho h h o t 0 1 0 0 2 2,I n n e r Mo n g o l i a,C

h i n a )

Ab s t r a c t:Ob j e c t i v e - To d e s i g n a n d i mp l e me n t t h e p a r a l l e l a l g o r i t h m o f ma t r i x mu l t i p l i c a t i o nb a s e d o n d a t a p a r t i t i o n i n g S O t h a t t h e p a r t i t i o n e d d a t a a r e p r o v i d e d f o r mu l t i p l e t h r e a d s t o e x e c u t e c o n—

c u r r e n t l y a n d t h e c o mp u t e r S p e r f o r ma n c e i s f u l l y t a p p e d . Me t h o d s - Ac c o r d i n g t o t h e b a s i c s t y l e o fp a r a l l e l p r o g r a m mi n g b a s e d o n Op e n M P,a p a r a l l e l p r o g r a mm i n g e n v i r o n me n t p l a t f o r m i s e s t a b l i s h e d o n t h e Vi s u a l S t u d i o 2 0 0 5 . Re s u l t s— Th e t i me s p e n t i n t h e p a r a l l e l a l g o r i t h m i S s h o r t e r t h a n t h a t i n n o n— p a r a l l e l a l g o r i t h ms .C o n c l u s i o n - Co mp a r e d wi t h t h e p e r f o r ma n c e o f n o n— p a r a l l e l ma t r i x mu l t i p l i— c a t i o n,i t i s p r o v e d t h a t t h e a l g o r i t h m c a n e f f e c t i v e l y u t i l i z e t h e a d v a n t a g e s o f mu l t i— c o r e p r o c e s s o r s .Ke y wo r ds:d a t a pa r t i t i o ni ng;ma t r i x mul t i p l i c a t i o n;p a r a l l e l a l g o r i t

hm;Op e nM P

1 引言

对大规模数据处理的并行化提供研究基础。2基于 O p e n MP并行编程模型2 . 1 Op e n MP简介

随着处理器核心数的增加和串行编程复杂度

的提高，如何有效地利用多核处理器的优势编写可并发执行的程序来提高计算机的处理能力，是每个程序员首先要思考的问题。在多核处理器的时代，要提高程序的运行速度，需重新设计原有的程序，将任务划分为多个并行的子任务，然后将子任务分配给多个处理器同时运行。本文在 Vi s—

1 9 9 7年，一种作为共享内存多处理器的并行编程标准 O p e n MP正式发表，它能支持多种编程

语言，包括 F OR TR AN7 7、 F OR TR AN9 0、 F OR— T RAN9 5和 c/ c++。由于 Op e n MP在结构上的精心设计，使它与平台无关，可以显示的利用程序中的并行性。在程序中，用#p r a g ma o mp p a r— a l l e l来标识一段并行程序块。Op e n MP的并行编程指导语句以#p r a g ma o mp开始，后面跟着具体的功能指令，包括 p a r a l l e l f o r、 s i n g l e、 ma s t e r、

u a l S t u d i o 2 0 0 5上搭建一个基于 O p e n MP并行编程平台，并在该平台上设计并实现基于数据划分的矩阵乘法并行算法，充分利用多核处理器的优势，提高计算机的运算处理能力，为进一步加快

*收稿日期： 2 0 1 3— 1 l _ 2 O,修回日期： 2 0 1 3— 1 2— 3 1,网络出版时间： 2 0 1 4— 0 2一 I 7 1 7: 5 7 .基金项目：内蒙古自然科学基金资助项目( 2 0 1 0 MS 0 9 1 8 ) 作者简介：潘亮( 1 9 8 5一 ),男，山东潍坊人，硕士研究生，研究方向：嵌入式编程. E ma i l: x i n g z h e x i a 0 1 o n g@1 2 6 . c o n r

通信作者：郭改枝 ( 1 9 6 8一 ),女，蒙古族，内蒙古呼和浩特人，副教授，硕士生导师，研究方向：嵌入式技术 . E m a i l: d e c g g z (￣i mn u . e d u .∞

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