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大众多核化的今天,多核处理器在人们的日常生活中随处可见。多核处理器就是在一个处理器上集成两个或多个运算核心,在并行性能提升的情况下,相对于单核它能够以更低的频率处理更高的工作负载,这样就能够在低功耗、小散热量以及低成本的情况下提升处理器的性能。 处理器从单核发展到多核,传统的、适用于单核的串行编程模式与多核的并行架构之间的矛盾越发明显。为了充分利用多核性能,就需要设计一种并行编程模型来编写更高效的应用程序。另一方面,多媒体和网络技术的迅速发展与普及。这种数据量大、对实时性要求高、计算处理具有高度可并行的任务,在传统串行架构上优化的有限性,给多核的并行化带来了新的机遇。 如何在多核环境下更好的发挥处理器的性能优势,满足图像和流媒体应用的需求就成了当前面临的主要困难。为了解决这个问题,本文设计和实现了一种新的基于多核架构的并行计算平台,应用于大计算量的程序性能的优化。它以任务为最小的运行单位,便于程序员将现有的程序改成并行的程序。同时使用任取窃取结合动态负载均衡算法,使任务更加均衡的分配到多核处理器的各个计算核心上,更加有效的利用处理器的计算资源,从而使并行性和计算性能得到很大的提升。 本文的主要贡献如下: (1)在详细剖析了多核处理器体系结构和并行算法特点的基础上,分析影响多核并行计算性能的主要因素,探讨适合于发挥多核性能的算法和编程技术。 (2)提出了一种基于任务的、同时结合负载平衡算法的任务窃取多核并行计算平台模型。 (3)实现了一个针对多媒体和图像等大数据计算的并行计算平台。