BSPモデルを用いた 最小スパニング木 情報論理工学研究室 02-1-47-134 小林洋亮 本研究の目的 BSP(Bulk Synchronous Parallel)モデルを用い て最小スパニング木問題を解く並列アルゴリズ ムを提案する。 並列処理の必要性 高速処理や大規模データ処理が必要 逐次処理による計算が限界に近づきつつ ある コンピュータ素子価格とサイズが下がって いる 並列コンピュータが作りやすい 並列計算モデル 並列アルゴリズムの設計・解析 並列計算モデル上で行う 代表的な並列計算モデル PRAMモデル BSPモデル PRAM(Parallel Random Access) モデル 共有記憶装置を持っ ている 通信や同期を考慮し ていない PRAMの実現は困難 BSP(Bulk-Synchronous Parallel) モデル 局所メモリを持つ複 数のプロセッサ プロセッサ間の1対1 メッセージ通信を行う 完全結合網 プロセッサ間の同期 を実現するための同 期機構 BSPモデルの特性 p:プロセッサ数 各プロセッサはプロセッサ番 号を持っている g:通信命令 送信命令または受信命令の 実行に必要な時間 L(>=g):バリア同期 同期に必要な時間 最小スパニング木(Minimum Spaning Tree:MST)問題 MST問題に対する既知の結果と本 研究の結果 Prim Sollin 本研究 BSPモデル上でのMSTアルゴリ ズム A 1 6 5 B C 4 D 3 E 2 7 F 手続きfind_parent, pointer_jump, data_collect, remake_graph find_parent A B D C E F pointer_jump A B D C E F Sollinのアルゴリズムのdata_collect 情報を根に集める 送信命令 A B D C E F 本研究で提案するアルゴリズムの data_collect 親 ・・・・・・・・ 親 ・・・ 親 ・・・・・・・・ 親 親 ・・・・・・・・ remake_graph A,B,C,F⇒S1 D,E⇒S2 A F B S1 C 4 D 4 S2 E find_parent,pointer_jump,data_collect,remake_graphを頂点が 1つになるまで繰り返す。 最小スパニング木(MST) 結果 Prim Sollin 本研究 結論 BSPモデル上で頂点の重み付き連結無向グラフG に対してnプロセッサを用いて O(ng log n L log 2n) 時間で最小スパニング木問題を解く データの負荷分散を行うことにより、通信時間を 減らすことができる より大きいプロセッサ数を用いて速い最小スパ ニング問題を解くBSPモデル上の並列アルゴリ ズム設計が今後の課題である。 ご清聴ありがとうございました
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