实验中涉及到的并行计算.ppt

实验中涉及到的并行计算,李连盟 李佳骏,MJPEG解码程序子任务：,1.FETCH:负责完成解码流程中的霍夫曼解码、反锯齿扫描及反量化。 2.COMPUTE:最为费时的计算任务反离散余弦变换（IDCT）。 3.DISPATCH:从不同的COMPUTE任务计算完毕的宏块，进行重新组织排列，最终生存图像帧并传送到帧缓存。,进行并行化！ 在headers/mjpeg.h中用NB_IDCT定义了线程数。 在source/main.c中用Posix pthread多线程编程进行并行化。,Posix pthread简介：,1.数据类型 pthread_t:线程句柄 pthread_attr_t:线程属性句柄 2.函数 int pthread_create(pthread_t*restrict_tidp,const pthread_attr_t*restrict_attr, void*（*start_rtn)(void*),void *restrict arg); /创建线程。参数：1.线程标识符指针2.线程属性3.运行函数起始地址4.运行函数参数 int pthread_join(pthread_t thread, void*retval); /以阻塞的方式等待thread指定的线程结束。参数:1.线程标识符2.返回值 int pthread_attr_init(pthread_attr_t *attr); /初始化线程对象的属性。,程序分析：,1.标识符定义 pthread_t fetchThread, dispatchThread, idctThreadNB_IDCT; pthread_attr_t fetchAttr, dispatchAttr; 2.数据分配 Channel * channel2 * NB_IDCT + 1; Channel * fetch_channel1 + NB_IDCT; Channel * dispatch_channel1 + NB_IDCT; Channel * idct_channelNB_IDCT2; /Channel是实现通信的容器 可以连接两个以上的模块 fetch_channel0 = channel0; dispatch_channel0 = channel0; for (uint32_t i = 0; i NB_IDCT; i+) fetch_channeli + 1 = channel2 * i + 1; dispatch_channeli + 1 = channel2 * i + 2; idct_channeli0 = channel2 * i + 1; idct_channeli1 = channel2 * i + 2; ,fetch_channeli + 1 = channel2 * i + 1; dispatch_channeli + 1 = channel2 * i + 2; idct_channeli0 = channel2 * i + 1; idct_channeli1 = channel2 * i + 2; 3.多线程 pthread_create (,几个要点：,1.Channel是实现通信的容器，可以连接两个以上的模块。在这个程序中，Channel用于放置几个不同子程序间数据交互的空间，其中定义的channel、fetch_channel、dispatch_channel、idct_channel都是指针，指向他们所对应的那块实际的物理地址。 2.通过赋值，channel上的奇数块共享给了fetch和idct二维数组参数里的0号位（图中的红色块），channel上的偶数块共享给了dispatch和idct二维数组参数里的1号位（同种的蓝色块）。 3.整个并行的过程是这样的：主线程创建一个子线程fetchThread运行fetch处理程序，参数是fetch_channel，即把fetch的处理结果分块后放到fetch_channel（红）上；创建N个子线程idctThread，并行运行idct计算程序，参数是idct_channeli，即第i个子线程运行idct程序，从dict_channeli0（红）上取出fetch的某块运行结果，然后将自己处理后的结果放到dict_channeli1（蓝）上；创建子线程dispatchThread运行dispatch程序，参数为dispatch_channel，即从disptch_channel（蓝）上取出idct的结果，重新组合后，等待diptch运行结束后得出最后结果进行输出。 4.程序中进行的初始数据分配与原始数据无关，而是分配fetch程序运行得到的结果。分多少块，每块多大是由数据大小和线程数来决定的。放在channel上的数据全部是与程序间的通信有关的，只有fetch的结果和idct的结果，原始数据进入fetch串行运行，与其他程序无关。在程序操作channel之前，channel是格式化了的。,性能分析：,多MIPS与运行时间的关系（MIPS数等于线程数）,性能分析：,同数量MIPS下，线程数与运行时间的关系,性能分析说明：,1.从第一张图表中线程数与核数相同，可以很明显看出，并行计算对于计算性能有很好的提升作用。核数达到三个以后，并行的效果达到了极限。线程数与核数相同保证了最好的并行效果，防止了线程数过多造成的伪并行。 2.单纯从并行计算的角度来看，第二张图更能体现并行计算的效果。在相同的核数条件下，开不同的线程数对计算性能的