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随着多媒体应用对计算机性能要求的日益提高,流处理器体系结构应运而生。作为一种新兴的体系结构研究领域,实现创新的最大障碍就是目前并不清楚如何在这种体系结构上最好地表达和执行并行计算,使用现有的多媒体基准测试程序来进行流并行计算的研究是不合理的,有必要开发一套流基准测试程序包来满足流体系结构研究的需要。
本文在深入研究典型的流体系结构-Imagine流处理器的基础上,针对一套完整的多媒体基准测试程序包Mediabanch,分析其中各个程序中的流并行性,对于其中适于流并行化的程序设计并实现了流并行程序版本,作为流体系结构研究的基准测试程序,并对流基准测试程序的应用进行实验评测。
本文的具体研究内容以及所取得的研究成果包括:(1)深入研究了Imagine流体系结构及其软件系统,总结出适于在Imagine上进行处理的应用特点,以及如何将并行计算任务映射到Imagine体系结构上的一般方法。(2)以多媒体基准测试程序Mediabench为研究对象,详细分析了多媒体应用程序的整体特性以及不同测试程序各自具有的特点,总结出从多媒体应用中提取流并行性的基本方法。(3)针对具有丰富的流并行性的多媒体应用程序JPEG、MPEG2、Rasta、GSM和EPIC,分别设计和实现了它们的流并行程序,讨论了流并行程序设计过程中所涉及的关键技术问题。(4)用以上5个流并行程序作为基准测试程序,对流体系结构进行了有针对性的性能评测,完成了对Mediabench在流体系结构上并行化适应性的评价,总结出在整个流处理过程中的性能影响因素,从而对流体系结构、流编译系统以及流程序设计提供了有价值的改进意见。
本文的研究工作丰富了对流体系结构特征的认识,形成了一套开发流基准测试程序的方法,为流体系结构的进一步研究工作提供了借鉴。