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基于混合并行布谷鸟搜索的作业调度算法 被引量:8
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作者 赵博颖 肖鹏 张力 《计算机工程与设计》 北大核心 2019年第3期719-724,共6页
针对布谷鸟搜索算法在解决作业调度问题时存在收敛速度慢等问题,提出一种基于混合并行布谷鸟搜索的作业调度算法。在传统布谷鸟搜索基础上,结合多核集群的拓扑结构特点,将消息传递编程模型MPI与共享存储编程模型OpenMP结合,采用基于作... 针对布谷鸟搜索算法在解决作业调度问题时存在收敛速度慢等问题,提出一种基于混合并行布谷鸟搜索的作业调度算法。在传统布谷鸟搜索基础上,结合多核集群的拓扑结构特点,将消息传递编程模型MPI与共享存储编程模型OpenMP结合,采用基于作业优先级的编码方式将布谷鸟搜索算法中的鸟巢位置转换为作业调度序列进行求解。仿真结果表明,与传统的串行布谷鸟搜索算法相比,使用该方法求解作业调度问题的收敛速度有明显加快。 展开更多
关键词 集群 作业调度 布谷鸟搜索算法 莱维飞行 消息传递接口 共享存储并行编程
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面向多核集群的数据流程序层次流水线并行优化方法 被引量:8
2
作者 于俊清 张维维 +2 位作者 陈文斌 涂浩 何云峰 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第10期2071-2083,共13页
数据流编程语言是一种面向领域的编程语言,它能够将计算与通信分离,暴露应用程序的并行性.多核集群中计算、存储和通信等底层资源的复杂性对数据流程序的性能提出了新的挑战.针对数据流程序在多核集群上执行存在资源利用低和扩展性差等... 数据流编程语言是一种面向领域的编程语言,它能够将计算与通信分离,暴露应用程序的并行性.多核集群中计算、存储和通信等底层资源的复杂性对数据流程序的性能提出了新的挑战.针对数据流程序在多核集群上执行存在资源利用低和扩展性差等问题,利用同步数据流图作为中间表示,文中提出并实现了面向多核集群的层次性流水线并行优化方法.方法包含任务划分与调度、层次流水线调度和数据局部性优化,经过编译优化后生成基于MPI的可并行执行的目标代码.其中任务划分与调度是利用程序中数据和任务并行性将任务映射到计算核上,实现负载均衡和低通信同步开销;层次性流水线调度是利用程序中的并行性构造低延迟流水线调度;数据局部性优化是针对数据访问存在的Cache伪共享做面向存储的优化.实验以X86架构多核处理器组成的集群为平台,选取媒体处理领域的典型应用算法作为测试程序,对层次流水线优化进行实验分析.实验结果表明了优化方法的有效性. 展开更多
关键词 集群 数据流编程 编译 流水线 COStream
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基于并行模拟的多核集群系统性能预测和分析 被引量:6
3
作者 徐传福 车永刚 王正华 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期62-68,共7页
针对多核集群系统所表现出的新的性能特征,提出了面向多核集群系统消息传递应用程序的并行模拟模型并设计、实现了一个并行模拟器MCPSim(Multi-core Cluster Parallel Simulator),MCPSim在功能模型和性能模型上体现了片内核间、结点内... 针对多核集群系统所表现出的新的性能特征,提出了面向多核集群系统消息传递应用程序的并行模拟模型并设计、实现了一个并行模拟器MCPSim(Multi-core Cluster Parallel Simulator),MCPSim在功能模型和性能模型上体现了片内核间、结点内片间以及结点间等三个层次上消息通信的特点,同时支持对应用的消息数量、通信量等的百分比分布的profiling功能,采用PRIMEJ、acobi3D、NPB IS以及HPL等Benchmark程序对MCPSim进行了测试,结果表明MCPSim性能预测的精度优于BigSim,同时能够广泛应用于针对多核集群系统消息传递应用程序的性能分析中。 展开更多
关键词 集群 消息传递 并行模拟 性能预测
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多核集群系统上的混合编程模型研究 被引量:4
4
作者 张军 万剑怡 《计算机与现代化》 2009年第5期1-4,共4页
对采用多核处理器作为SMP集群系统的计算节点的系统上的一种混合编程模型─MPI+OpenMP混合编程模型进行了深入的研究。建立了两个矩阵乘的混合并行算法,在多核集群平台上与纯MPI算法分别进行了实验,并进行了性能方面的比较。试验表明,... 对采用多核处理器作为SMP集群系统的计算节点的系统上的一种混合编程模型─MPI+OpenMP混合编程模型进行了深入的研究。建立了两个矩阵乘的混合并行算法,在多核集群平台上与纯MPI算法分别进行了实验,并进行了性能方面的比较。试验表明,混合编程具有更好的性能。 展开更多
关键词 集群 混合编程模型 矩阵乘
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面向Storm的数据流编程模型与编译优化方法研究 被引量:3
5
作者 杨秋吉 于俊清 +1 位作者 莫斌生 何云峰 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2016年第12期2409-2418,共10页
数据流编程模型将程序的计算与通信分离,暴露了应用程序潜在的并行性并简化了编程难度。分布式计算框架利用廉价PC构建多核集群解决了大规模并行计算问题,但多核集群层次性存储结构和处理单元对数据流程序的性能提出了新的挑战。针对数... 数据流编程模型将程序的计算与通信分离,暴露了应用程序潜在的并行性并简化了编程难度。分布式计算框架利用廉价PC构建多核集群解决了大规模并行计算问题,但多核集群层次性存储结构和处理单元对数据流程序的性能提出了新的挑战。针对数据流程序在分布式架构下所面临的问题,设计并实现了数据流编程模型和分布式计算框架的结合——在COStream的基础上提出了面向Storm的编译优化框架。框架包括两个模块:面向Storm的层次性任务划分与调度,以及面向Storm的层次性软件流水与代码生成。层次性任务划分利用Storm的任务调度机制将程序所有子任务分配到Storm集群节点内的多核上。层次性软件流水与代码生成将子任务构造成集群节点间的软件流水和节点内多核间的软件流水,并生成相应的目标代码。实验以多核集群为目标平台,在集群上搭建Storm分布式架构,选取数字媒体处理领域典型程序作为测试程序,对面向Storm的编译优化后的程序进行实验分析。实验结果表明了结合方法的有效性。 展开更多
关键词 集群 数据流编程 编译 流水线 COStream
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多核集群任务分配问题复杂性分析 被引量:3
6
作者 谭国真 杨际祥 +1 位作者 王凡 潘东 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期241-246,共6页
传统任务分配问题通常以最小化计算代价和节点间通信代价的总代价为研究目标.在多核集群系统中,需要同时考虑节点内冲突代价.本文研究了以最小化计算代价、节点间通信代价和节点内冲突代价的总代价为目标的多核集群任务分配问题.通过建... 传统任务分配问题通常以最小化计算代价和节点间通信代价的总代价为研究目标.在多核集群系统中,需要同时考虑节点内冲突代价.本文研究了以最小化计算代价、节点间通信代价和节点内冲突代价的总代价为目标的多核集群任务分配问题.通过建立任务分配问题与最小费用流问题的等价关系来分析节点内冲突代价对问题复杂性的影响关系.结果表明冲突代价成为影响问题复杂性的一个重要因素,给出并证明了冲突代价和节点间通信代价对问题复杂性的影响关系.最后,进一步讨论了各种复杂性下的多核集群任务分配问题的解法以及本文定理与结论的可应用性与有效性. 展开更多
关键词 任务分配 复杂度分析 最小费用流 冲突代价 集群
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基于多核集群系统的并行编程模型的研究与实现 被引量:2
7
作者 李桂君 祝永志 《电脑知识与技术》 2013年第4期2349-2352,共4页
主要对并行计算的编程模型进行了研究,包括MPI和OpenMP两种编程模型,同时提出了一种层次化混合编程模型。并以计算π的问题为例,用C语言设计了混合编程模型下的程序,在以多核处理器作为节点的曙光TC5000集群上对三种编程模型下的求π程... 主要对并行计算的编程模型进行了研究,包括MPI和OpenMP两种编程模型,同时提出了一种层次化混合编程模型。并以计算π的问题为例,用C语言设计了混合编程模型下的程序,在以多核处理器作为节点的曙光TC5000集群上对三种编程模型下的求π程序进行了实验,同时将实验结果进行了性能分析和比较。结果表明该混合并行算法具有更好的扩展性和加速比。 展开更多
关键词 层次化 混合编程 集群 性能分析
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基于多核集群的RTI并行优化技术 被引量:2
8
作者 杨勇 姚益平 梁洪波 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第9期1785-1789,共5页
随着基于高层体系结构HLA(High Level Architecture)仿真应用的不断深入,系统仿真规模不断扩大,仿真模型越来越复杂,仿真节点之间的交互更加频繁,使得仿真系统对通信资源与计算资源的需求不断提高。多核集群能够提供数据并行处理和高效... 随着基于高层体系结构HLA(High Level Architecture)仿真应用的不断深入,系统仿真规模不断扩大,仿真模型越来越复杂,仿真节点之间的交互更加频繁,使得仿真系统对通信资源与计算资源的需求不断提高。多核集群能够提供数据并行处理和高效通信的性能潜力,因此通过在多核集群上进行仿真加速正成为提高HLA仿真运行效率的重要途径。然而传统的仿真运行支撑平台RTI(Run Time Infrastructure)主要面向分布式网络环境,一般不支持并行通信和消息并行处理,从而难以发挥多核集群的高效通信和并行计算的性能优势。因此,为了提高多核集群下大规模HLA仿真的运行效率,提出了基于多通道的并行通信结构和基于消息分类的多线程处理技术,并已经应用于正在开发的并行shmRTI中,与国际同类商业软件pRTI1516进行的对比测试结果表明,性能可提升30%以上。 展开更多
关键词 集群 HLA RTI 并行通信 线程
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面向任务的TBB多核集群混合并行编程模型 被引量:1
9
作者 顾慧 郑晓薇 +1 位作者 张建强 吴华平 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2011年第2期91-93,97,共4页
构建了一种适用于多核集群的混合并行编程模型.该模型融合了共享内存的面向任务的TBB编程和基于消息传递的MPI编程两种模式.结合两者的优势,实现进程到处理节点和进程内线程到处理器核的两级并行.相对于单一编程方式下的程序性能,采用... 构建了一种适用于多核集群的混合并行编程模型.该模型融合了共享内存的面向任务的TBB编程和基于消息传递的MPI编程两种模式.结合两者的优势,实现进程到处理节点和进程内线程到处理器核的两级并行.相对于单一编程方式下的程序性能,采用这种混合并行编程模型的算法不但可以减少程序执行时间,获得更好的加速比和执行效率,而且明显地提高了集群性能. 展开更多
关键词 集群 MPI TBB 面向任务 混合编程
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基于进程到达模式感知的MPI广播性能优化 被引量:1
10
作者 吴文波 李林 +1 位作者 姚新宇 刘丽丽 《华中科技大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期75-80,共6页
为了解决消息传递接口(MPI)的集合通信性能在实际应用中受非平衡进程到达模式影响较大的问题,提出了基于进程到达模式感知的广播优化方法.根据多核集群层级特点,在流水线广播算法基础上,优化算法以节点内与节点间两级感知进程到达,使先... 为了解决消息传递接口(MPI)的集合通信性能在实际应用中受非平衡进程到达模式影响较大的问题,提出了基于进程到达模式感知的广播优化方法.根据多核集群层级特点,在流水线广播算法基础上,优化算法以节点内与节点间两级感知进程到达,使先到达的进程尽快开始通信操作,减少等待时间,提高通信效率.理论分析模拟结果显示优化算法几乎不受非平衡进程到达模式影响.试验测试了在不同消息大小、不同进程到达模式和不同进程数三种情况下的算法性能,结果表明:本文所提出的算法有效提高了MPI广播在非平衡进程到达模式下的性能,通信时间减少129%~174%. 展开更多
关键词 消息传递接口 进程到达模式 集群 集合通信 流水线广播
原文传递
多核SMP集群Hybrid并行编程模式的研究与分析 被引量:1
11
作者 祝永志 《电子技术(上海)》 2016年第2期66-69,共4页
针对采用多核处理器作为SMP集群系统的计算结点的并行计算体系结构,研究了基于MPI/Open MP混合编程模型的并行程序设计的分类实施方法。结合SMP集群体系结构的特点,对Hybrid并行编程模式确定性重放问题进行了研究与分析,得出诸多有价值... 针对采用多核处理器作为SMP集群系统的计算结点的并行计算体系结构,研究了基于MPI/Open MP混合编程模型的并行程序设计的分类实施方法。结合SMP集群体系结构的特点,对Hybrid并行编程模式确定性重放问题进行了研究与分析,得出诸多有价值的结论。 展开更多
关键词 集群 混合编程模型 确定性重放
原文传递
Horde:面向多核集群的并行编程框架
12
作者 薛巍 张凯 陈康 《清华大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期1663-1667,1672,共6页
并行程序可以充分发掘硬件计算能力并提高程序性能,但是在多核集群环境中编写并行程序十分复杂。该文提出了面向多核集群的并行编程框架,Horde。Horde提供了一组简单易用的消息传递接口和事件驱动(event-driven)编程模型,用以帮助程序... 并行程序可以充分发掘硬件计算能力并提高程序性能,但是在多核集群环境中编写并行程序十分复杂。该文提出了面向多核集群的并行编程框架,Horde。Horde提供了一组简单易用的消息传递接口和事件驱动(event-driven)编程模型,用以帮助程序员表达算法逻辑中潜在的并行性,将计算分解与底层硬件结构去耦合,从而简化编写并行程序的复杂度,灵活地在不同的底层结构的集群上进行映射并能保持良好的性能。此外,Horde也提供了有效的任务对象迁移机制,可以实现动态负载均衡与在线容错。在128核集群上的实验表明:Horde可以有效执行并行程序,并且可以实现高效的任务对象迁移。 展开更多
关键词 分布式操作系统 并行编程 集群 容错
原文传递
一种基于多核集群的海量数据加密存储策略研究
13
作者 武艳娜 赵泽茂 +1 位作者 胡晶芳 梁斌 《信息网络安全》 2015年第8期35-40,共6页
随着互联网和云计算技术的快速发展,云计算中海量用户隐私和数据的安全问题已经越来越引起人们的关注,而加密是保护数据安全的首选方法。为了快速而有效地实现海量数据的安全存储,文章在研究多核处理器集群在海量数据加密存储中的应用... 随着互联网和云计算技术的快速发展,云计算中海量用户隐私和数据的安全问题已经越来越引起人们的关注,而加密是保护数据安全的首选方法。为了快速而有效地实现海量数据的安全存储,文章在研究多核处理器集群在海量数据加密存储中的应用的基础上,提出在多核Linux集群上使用混合Open MP&MPI技术来处理海量数据的解决方案,为多核集群提供在集群节点内部以及节点之间的并行策略,实现海量数据并行处理的层次结构化。同时采用并行虚拟文件系统PVFS2作为多核集群的文件系统,利用其并行I/O的特点实际解决集群系统中海量数据并行存储的问题。文章在多核集群上开发了一个海量数据加密与存储系统摸型。实验结果表明,该系统模型不仅能够有效实现海量数据的存储,还能为海量数据的安全起到一定的保护作用。 展开更多
关键词 集群 海量数据 加密存储 OPEN MP MPI PVFS2
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基于OpenMP的多核集群高性能矩阵块并行乘法
14
作者 谢麟 唐小勇 《福建电脑》 2016年第6期7-7,18,共2页
利用最新多核集群计算机技术,采用Open MP进行并行编程是当前高生能计算的重要方法。本文利用分块阵对局部性Cache的高效利用率,实现基于Open MP的多核集群高性能矩阵块并行乘法。实验结果表明多核集群能有效提高大规模矩阵块并行乘法... 利用最新多核集群计算机技术,采用Open MP进行并行编程是当前高生能计算的重要方法。本文利用分块阵对局部性Cache的高效利用率,实现基于Open MP的多核集群高性能矩阵块并行乘法。实验结果表明多核集群能有效提高大规模矩阵块并行乘法效率。 展开更多
关键词 OPENMP 集群 矩阵块乘法
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多核并行AOI系统软件框架设计
15
作者 李华忠 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2010年第12期285-287,共3页
针对现有自动光学检测(AOI)难以满足大规模高速、高精度和高灵敏TFT在线检测要求的问题,提出AOI混合多核计算机集群体系架构,研究AOI系统的软件框架设计及其关键软件技术。结果表明,采用基于OpenMP,MPI,OpenCV和IPP等技术的并行图像处... 针对现有自动光学检测(AOI)难以满足大规模高速、高精度和高灵敏TFT在线检测要求的问题,提出AOI混合多核计算机集群体系架构,研究AOI系统的软件框架设计及其关键软件技术。结果表明,采用基于OpenMP,MPI,OpenCV和IPP等技术的并行图像处理融合编程模型及其实现策略可有效克服TFT缺陷检测的性能瓶颈。 展开更多
关键词 自动光学检测 薄膜晶体管 集群 融合编程模型 集成性能原语
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多核集群任务分配问题的0-1整数规划求解模型
16
作者 杨际祥 凌玲 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期344-348,共5页
研究了典型多核集群任务分配中的节点内通讯特性。基于0-1整数非线性规划模型和线性松弛技术,给出了一种0-1整数线性规划任务分配问题求解优化模型。由于节点内的通讯量与通讯延迟较大,以最小化计算代价和节点间通讯代价为研究目标的传... 研究了典型多核集群任务分配中的节点内通讯特性。基于0-1整数非线性规划模型和线性松弛技术,给出了一种0-1整数线性规划任务分配问题求解优化模型。由于节点内的通讯量与通讯延迟较大,以最小化计算代价和节点间通讯代价为研究目标的传统求解模型具有严重的局限性,而该求解模型考虑了节点内通讯代价,并采用了线性规划松弛技术,其目标是最小化计算代价、节点间通讯代价和节点内通讯代价。计算结果验证了提出的模型的有效性。 展开更多
关键词 集群 任务分配问题(TAP) 0-1整数规划 线性规划松弛
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KD60集群消息传递接口群集通信算法优化
17
作者 郑启龙 汪睿 周寰 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2011年第6期1453-1457,共5页
大规模集群已经发展到多核的时代,多核架构对并行计算提出了新的要求。消息传递接口(MPI)是最常用的并行编程模型,而群集通信又是MPI中的重要组成部分。研究高效的群集通信算法对并行计算效率的提升有着重要的作用。KD60平台是采用首款... 大规模集群已经发展到多核的时代,多核架构对并行计算提出了新的要求。消息传递接口(MPI)是最常用的并行编程模型,而群集通信又是MPI中的重要组成部分。研究高效的群集通信算法对并行计算效率的提升有着重要的作用。KD60平台是采用首款国产多核芯片——龙芯3号搭建的国产万亿次多核集群。首先分析了KD60平台多核集群的体系特征以及多核架构下通信具有的层次性特征;然后分析原有群集通信算法实现原理及其不足;最后以广播为例,在原有算法基础上,采用一种基于片上多核(CMP)架构改进算法,改变原有算法通信模式,同时结合实验平台KD60体系特征,对算法做了体系相关优化。实验结果表明,改进算法能够很好地利用多核结构的特点,提高了群集通信广播算法的性能。 展开更多
关键词 消息传递接口 集群 群集通信优化 KD60
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基于大系统分解协调和多核集群并行计算的流域梯级水电中长期调度 被引量:20
18
作者 刘方 张粒子 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第9期2479-2490,共12页
为提高流域梯级水电的库容和电力补偿效益,建立了水电精细化调度模型,将各决策变量转换为状态变量的表达式,模型更加直观清晰,并应用水位约束空间收缩方法缩减寻优尺度。以分析各水电站特征及空间分布格局为切入点,基于大系统分解协调... 为提高流域梯级水电的库容和电力补偿效益,建立了水电精细化调度模型,将各决策变量转换为状态变量的表达式,模型更加直观清晰,并应用水位约束空间收缩方法缩减寻优尺度。以分析各水电站特征及空间分布格局为切入点,基于大系统分解协调思想将流域梯级水电系统分解为多个子系统,并进行逐区调度和协调优化,从寻优空间降维的角度改善"维数灾"问题。分析优化调度动态规划方法的并行特征,搭建Matlab多核集群并行计算平台进行并行计算,提高算法执行效率。最后以乌江干流"4库7梯级"水电系统为例进行仿真,结果表明:应用大系统分解协调方法计算精度较高,降维效果明显,多核集群并行计算显著提高计算效率,具有较高的实用价值。 展开更多
关键词 流域梯级水电 大系统分解协调 集群并行计算 中长期优化调度 收缩约束空间
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多核集群系统下的混合并行遗传算法研究 被引量:6
19
作者 王竹荣 巨涛 马凡 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2011年第7期194-199,共6页
为应对传统遗传算法在处理大规模组合优化问题面临的进化速度缓慢,难以达到实时要求的严峻挑战,提出了一种在多核PC集群系统上实现"粗粒度-主从式"混合并行遗传算法的模型:通过把"粗粒度-主从式"并行遗传算法映射... 为应对传统遗传算法在处理大规模组合优化问题面临的进化速度缓慢,难以达到实时要求的严峻挑战,提出了一种在多核PC集群系统上实现"粗粒度-主从式"混合并行遗传算法的模型:通过把"粗粒度-主从式"并行遗传算法映射到多核PC集群上,结合消息传递和共享存储两种并行编程模型,在节点间使用消息传递模型(MPI),对应的遗传算法为粗粒度并行遗传算法,在节点内使用共享存储模型(OpenMP),对应的遗传算法为主从式并行遗传算法,用MPI和OpenMP混合编程的方式以进程和线程两级并行在多核集群上实现具体的混合并行遗传算法。理论分析和实验结果表明,提出的实现模型有较好的性能,可大大改进传统遗传算法的缺陷。为利用并行遗传算法在普通多核PC集群上处理大规模组合优化问题提出了一种有效、可行的解决方案。 展开更多
关键词 混合并行遗传算法 集群系统 OPENMP MPI
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多核并行技术在Image Quilting纹理合成算法中的应用 被引量:1
20
作者 于梦玲 郑晓薇 +1 位作者 张建强 侯立斐 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2012年第7期146-149,共4页
针对Image Quilting纹理合成算法的新旧纹理块拼接特点,研究了一种创建多任务实现纹理块切割拼接的并行编程模式.设计了重叠区域缝合路径计算的多任务模块函数iq(),利用MATLAB多核集群中创建的调度器将子任务分配到各个节点上并行执行计... 针对Image Quilting纹理合成算法的新旧纹理块拼接特点,研究了一种创建多任务实现纹理块切割拼接的并行编程模式.设计了重叠区域缝合路径计算的多任务模块函数iq(),利用MATLAB多核集群中创建的调度器将子任务分配到各个节点上并行执行计算.实验结果表明,该算法获得了较好的加速比,提高了多核CPU的使用效率,有效地提升了多核计算机资源的利用率. 展开更多
关键词 IMAGE Quilting纹理合成 MATLAB集群 图像分割 任务创建 并行计算
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