并行计算模型BSP模型

如题所述

BSP模型是一种分布存储的MIMD计算模型,其关键特性在于:


1. 任务分离: 它将处理器和路由器分开,处理器专注于计算,路由器负责点对点的消息传递,避免了复杂的组合、复制和广播操作。这种设计隐藏了网络拓扑细节,并简化了通信协议。


2. 全局同步: 通过硬件实现的障碍同步方式,提供了一种在粗粒度级别的可控全局同步,这对于执行同步并行算法非常有效,程序员无需过多考虑同步复杂性。


3. 性能分析: 在BSP模型中,假设局部操作迅速完成,超级步中处理器最多发送或接收h条消息。硬件和软件可以分别影响并行粒度,通过优化通信速度(g)和数据传输时间(L),以实现性能最佳。


4. 算法实现: 为PRAM模型设计的算法可以模拟在BSP处理器上,只要并行宽松度足够大,模拟效率是常数因子范围内的最优。处理分布式存储时,散列方法有助于均匀访问。


BSP模型的评价: 它被看作是软件和硬件之间的桥梁,特别是当计算和通信平衡时(g=1),BSP模型在编程灵活性上表现出色。它在特定技术(如超立方体网络和光交叉开关)上都能实现,强调了模型的通用性。


然而,BSP模型也存在一些限制,如需要适应任意的h-relation长度、消息延迟可能影响通信顺序,以及全局同步可能需要特殊硬件支持。编程模拟环境的效率受到进程切换的影响,常数可能较大。


扩展资料

并行计算模型通常指从并行算法的设计和分析出发,将各种并行计算机(至少某一类并行计算机)的基本特征抽象出来,形成一个抽象的计算模型。从更广的意义上说,并行计算模型为并行计算提供了硬件和软件界面,在该界面的约定下,并行系统硬件设计者和软件设计者可以开发对并行性的支持机制,从而提高系统的性能。

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