強力な並列計算モデルBSR^+のアルゴリズム実行環境の実現に関する研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14580398
• Research Institution: Kyushu Sangyo University
• Principal Investigator: 相 利民 九州産業大学, 情報科学部, 助教授 (60341294)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 牛島 和夫 九州産業大学, 情報科学部, 教授 (40037750)
• Keywords: 並列計算 / 並列計算モデル / BSR / 並列アルゴリズム / PRAM / BROADCAST指令

Research Abstract

文献中の並列計算アルゴリズムはほとんどPRAM(Parallel Random Access Machine)に属する並列計算モデルで書くアルゴリズムである。PRAMは並列計算の最も知られたモデルである。研究代表者などがBSR (Broadcasting with Selective Reduction)モデルに基づいて1999年に提案したBSR^+モデルは様々のPRAMの中で計算能力が最も強力である。色々な問題に対する時間最適なBSR (BSR^+)の並列計算アルゴリズムが発表されているが,BSR (BSR^+)の並列計算アルゴリズムが実行できる並列計算機はまだ存在していない。一方,LANの普及とPCの低価格化によって研究室の範囲で数台のPCを用いてBSR^+の並列計算アルゴリズムが実行できる環境を作ることが可能になってきた。研究計画の通り,一年目の研究では,1台のパソコンをBSR^+の内連接器(Interconnection Unit)と制御器(Control Unit)として,4台のパソコンを4個のプロセッサとして,BSR^+並列計算機の機能を実現した。BSR^+の内連接器と制御器の機能を実現するために,まず各パソコンの間の通信プロトコルを確定した。BSR^+のアルゴリズムからのプログラミングためにBSR^+のBROADCAST指令を精しく定義した。現在,プロセッサ(パソコン)の個数Pが4であるが,Pを増やした時の自動的な適応性,即ち,Pの可拡張性も研究した。内連接器と制御器を実現するアルゴリズムや通信プロトコルによって,Pの拡張できる基本的な通信アルゴリズムなどを設計して,Red Hat Linux 8.0Professionalに基づいて上記のアルゴリズムをC言語でプログラミングした。大きさ(size)がPである問題(例えば,P個の正数のソーティング)でBSR+の機能を検証した。Pの可拡張性,具体的に4から6までのBSR^+の機能を検証した。今までの研究成果を並列処理に関する国際雑誌Parallel Processing Letters及び国際会議PDCS2002に発表した。

Research Products

• [Publications] L.Xiang, K.Ushijima, J.Zhao: "Time Optimal n-Size Matching Parentheses and Binary Tree Decoding Algorithms on a p-Processor BSR"Parallel Processing Letters. 12・3&4. 365-374 (2002)
• [Publications] L.Xiang, K.Ushijima: "O(1) Time Algorithm on BSR for Computing Convex Hull"Proceedings of the 14^<th> International Conference PARALLEL AND DISTRIBUTED COMPUTING AND SYSTEMS. 143-146 (2002)