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互连网络结构的设计是实现高性能并行计算机的重要问题之一。互连网络拓扑结构的选择决定了最终系统的许多重要特性,例如性能,易编程性,可靠性,可扩展性和物理布局实现的复杂性等。 本文提出了一种ECG图模型,它是扩展的Cayley图模型。它不仅是设计新型有效通信互连网络的模型,而且也可作为大量以前提出的互连网络的框架模型。在ECG模型中,通过选择基结点和基图、组合各种生成因子,可以为实际应用构造新的互连网络模型。 根据ECG模型提出的两种新型的互连网络模型,比起同样网络规模的其它互连网络,在性能上具有很好的优点,并且能够有效地仿真流行的拓扑结构。文中提出的改进的HCN互连网络结构,可以有效地减小HCN网络的通信直径并增加容错能力。文中提出的k元n维同构扩展结点互连网络模型的最显著的特点是具有常数的结点度,当网络规模扩展时,结点度仍然保持不变。当网络规模相同时,比起低维的网格,它的直径仅为网格的一半。文中对这些网络的路由算法及性能进行了详细的分析。 对星形互连网络的研究是近年来互连网络研究的一个热点。文中针对星形互连网络的研究成果主要有:1)提出一种有效的异步广播算法;2)提出一种有效的星图结点和数据的映射方法,以此实现基于星形互连网络的有效并行快速傅里叶变换算法,并将这种方法推广到其它并行算法的实现。此方法是星形互连网络并行算法实现的一个突破;3)星形互连网络的许多通信算法的研究都是基于存储转发交换机制的。迄今为止,还没有见到基于虫蚀交换机制提出的星形互连网络选播算法。本文提出了三种基于路径的选播算法来实现星形互连网络上多目标消息虫蚀路由选播通信;4)在无需增加附加的链路和基本保留星图优点的基础上为了使星形互连网络具有更好的可扩展性,提出并研究任意结点数的不完全星形互连网络模型。