第25卷第11期计算机工程与设计2004年11月Vol.25No.11COMPUTERENGINEERINGANDDESIGNNov.2004：1000-7024(2004)11-1961-03:TP316.4;0241.82.文献标识码:A自适应SW-ADI方法解反应扩散方程的并行实现程海英，张武(上海大学计算机工程与科学学院，上海200072)摘要：根据解反应扩散方程的自适应样条小波一交替方向(SW-ADI)方法，使用MPLOpenMP两种并行编程模式，对串行程序进行了直接并行化，并在上海大学的高性能计算机自强2000上分别用MPI和OpenMP实现了对方程的求解.对运算结果进行了分析并给出了与串行程序相比较的并行加速比.关键词：并行计算；消息传递接口(MPI);OpenMP;交替方向格式；加速比ParallelimplementationofadaptiveSW-ADImethodfortwo-dimensionalreaction-diffusionequationsCHENGHai-ying,ZHANGWu(CollegeofComputerEngineeringandScience,ShanghaiUniversity,Shanghai200072,China)Abstract：InordertoputforwardanewparallelarithmeticofadaptiveSW-ADImethodfortwo-dimensionalreaction-diffusionequations,theserialcodeisresearchedandparalleledstraightlybyusingMPIandOpenMP.TheparallelcodeisdebuggedandexecutedonZiqiang-2000massivelyparallelprocessorssystemofShanghaiUniversity.Theresultisanalyzedandtheactualparallelingspeedratioisgiven.Keywords：parallelcomputing;messagepassinginterface(M1引言当代科学技术的发展对大规模科学与工程计算的需求是无止境的。在科学与工程的广泛领域内提出了越来趣多的大型和超大型科学计算的问题，这些问题的解算需要在高性能井行计算机上进行.在并行计算中，设计新的并行算法是很霞要的，它可以对性能产生輩大的影响，因此受到广泛的霞视，但是往往因为受限于硬件和软件的条件，而变得很难实现.并行算法设计是幷行程序设计的前提，但是串行算法又是并行算法的前提。充分利用原有的珀行程序，把它们幷行化，无疑是一个很好的方法，而且相对来说更容易些,本文就是利用这样的方法来实现自适应样条小波ADI的并行计算。由于小波在时间和空间上具有局部化的性质，所以利用自适应样条小波ADI方法可以处理-些在空间和时间上解变化很快的问题.对于在矩形区域内的反应扩散方程，自适应样条小波ADI方法是一种相当好的方法。但是对于一定的初始数值，它的计算量很大，计算时间也很长，为了能够更好地提高程序的运算性能和减少运算的时间，就需要提出自适应样条小波ADI的并行算法和编写并行程序。本文分析了自适应样条小波一交替方向方法解反应扩收稿日期：2003-11-10.作者简介：程海英＜1976-),女，山东邹城人，博士，研究方向为髙性能计算与并行处理；张武，男，教授，博士生导师。一1961—;OpenMP;ADI;speedupratio散方程的串行算法，对其进行了深入的研究，最后通过应用区域分裂法和PDD®算法，提出了原算法的并行算法，并分别使用MPI和OpenMP这两种并行编程模式，在上海大学的高性能计算机自强2000上实现了该并行算法。2MPI并行编程方法简介所谓基于消息传递接口(MessagePassingInterface,简称MPI)的并行编程，计算是由一个或多个进程彼此通过调用库函数进行消息发送、接收通信的操作所组成。它是大规模井行处理机MPP(MassivelyParallelProcessing)和工作站机群COW(ClusterOfWorkstotion)采用的主要编程方式。衽这种并行编程中，一个进程不能直接访问其它进程中的数据，这种远程访问必须通过消息传递来实现.因为消息传递的开销比较大，所以它主要开发大粒度和粗粒度的并行性软件。MPI是一个消息传递接口函数库的标准定义。MPI函数库本身与语古无关，并提供了与C/C++和Fortran语言的绑定，共有上百个函数调用接口。其中有6个最基本的函数，用于启动和结束MPI环境、识别进程以及发送与接收消息等，它们形成了在MPI中编写完整消息传递程序的一个最小集合。3OpenMP简介OpenMP(OpenSpecificationsforMulti-Processing)这个标准规范开始于1997年初，对于大多数的硬件和软件系统都有很好的支持，在目前所流行的操作系统卜都经过了测试。正如MPI已经成为分布式存储并行处理机的标准一样，OpenMP也成为了共亨式存储并行机的...