多核CPU和GPU并行求解最短公共超串.pdf

1、人類基因組計(jì)劃目標(biāo)是完成人類染色體的全部 DNA的測(cè)序,這對(duì)于治療遺傳病有著重要的意義?，F(xiàn)有的技術(shù)不可能直接連續(xù)測(cè)序超過(guò)幾百個(gè)堿基的片段,只能使用散彈槍法獲得并測(cè)序大量的片段,然后根據(jù)片段間的重疊來(lái)重構(gòu)目標(biāo)分子,所以將該問(wèn)題轉(zhuǎn)化為最短公共超串問(wèn)題,并使用計(jì)算機(jī)來(lái)快速求解是一種新途徑。因此,研究在多核CPU/GPU系統(tǒng)上最短公共超串的并行求解具有重要意義。
　　本文依據(jù)各級(jí)緩存容量,將 CPU主存中種群個(gè)體和螞蟻個(gè)體數(shù)據(jù)劃分存儲(chǔ)到一

2、級(jí)、二級(jí)和三級(jí)緩存中,以減少并行計(jì)算過(guò)程中數(shù)據(jù)在各級(jí)存儲(chǔ)之間的傳輸開(kāi)銷,在 CPU與 GPU之間采取異步傳送和不完全傳送數(shù)據(jù)、GPU多個(gè)內(nèi)核函數(shù)異步執(zhí)行多個(gè)流的方法,設(shè)置GPU block線程數(shù)量為16的倍數(shù)、GPU共享存儲(chǔ)器劃分大小為32倍的bank,使用GPU常量存儲(chǔ)器存儲(chǔ)交叉概率、變異概率等需頻繁訪問(wèn)的只讀參數(shù),將輸入串矩陣和重疊部分長(zhǎng)度矩陣只讀大數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)綁定到GPU紋理存儲(chǔ)器,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種多核 CPU和GPU協(xié)同求解最短公共超

3、串問(wèn)題的計(jì)算、存儲(chǔ)和通信高效的并行算法。求解多種規(guī)模的最短公共超串問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,多核CPU與GPU協(xié)同并行算法比串行算法快70倍以上。
　　對(duì)于節(jié)點(diǎn)具有不同計(jì)算能力和存儲(chǔ)能力的CPU/GPU異構(gòu)機(jī)群系統(tǒng),以節(jié)點(diǎn)完成任務(wù)量時(shí)間最短為目標(biāo),給出帶返回信息的可分負(fù)載最優(yōu)多輪調(diào)度模型,設(shè)計(jì)適用于求解最短公共超串問(wèn)題的數(shù)據(jù)分配算法,采取每個(gè)節(jié)點(diǎn)運(yùn)行融合遺傳蟻群算法并行求解最短公共超串的方法,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)多核CPU/GPU異構(gòu)機(jī)群并行求解最