基于MPI和Linux機群環(huán)境的FFT算法的并行設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、在數(shù)字時代，幾乎所有的實際系統(tǒng)都離不開數(shù)字信號中的頻域處理?？焖俑道锶~變換是數(shù)字信號處理的核心技術(shù)，是頻域處理最常用的方法，得到了廣泛地應(yīng)用。伴隨著通信領(lǐng)域的快速發(fā)展，利用FFT處理的數(shù)據(jù)量越來越大，利用串行FFT進行大數(shù)據(jù)量運算耗時過久，這已無法滿足現(xiàn)實要求。當(dāng)處理的數(shù)據(jù)量非常大時，并行計算是應(yīng)對運算消耗時間太長的有效方法，并且機群系統(tǒng)是并行計算編程實現(xiàn)的主流平臺，那么以機群系統(tǒng)為平臺實現(xiàn)FFT并行化的研究具有重要的意義。
　　

2、本文首先闡述了課題研究背景意義及主要工作，然后介紹了龐大復(fù)雜的并行計算相關(guān)知識中的并行機體系結(jié)構(gòu)和幾種典型的并行機系統(tǒng)，在并行機系統(tǒng)中著重介紹了當(dāng)前的主流平臺機群系統(tǒng)，然后詳細介紹了并行算法相關(guān)理論，分析對比了幾種并行編程模型，結(jié)合機群的體系機構(gòu)選擇了消息傳遞編程模型，并選擇了其中應(yīng)用更為廣泛的MPI作為通信標(biāo)準(zhǔn)?；诶碚撗芯浚脤嶒炇覘l件分別具體實現(xiàn)了基于Windows和Linux兩種操作系統(tǒng)環(huán)境下的PC機群的搭建。接著對FFT算法

3、的原理進行研究，主要研究了FFT算法的蝶式運算結(jié)構(gòu)特點，同時對胖二叉樹網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進行分析，根據(jù)兩者之間相似的結(jié)構(gòu)特點，提出了基于胖二叉樹邏輯結(jié)構(gòu)將FFT并行化的思路，在理論上詳細分析了此并行化思路的可行性，并基于MPI進行了編程實現(xiàn)。
　　在實驗部分，本文首先介紹了所利用的實驗環(huán)境，然后將并行編程實現(xiàn)的FFT并行算法和串行算法在曙光集群TC5000進行了多組多次實驗測試，得到一系列實驗數(shù)據(jù)，比較了在不同處理數(shù)據(jù)量的情況下并行FF