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

1、在數字時代，幾乎所有的實際系統(tǒng)都離不開數字信號中的頻域處理。快速傅里葉變換是數字信號處理的核心技術，是頻域處理最常用的方法，得到了廣泛地應用。伴隨著通信領域的快速發(fā)展，利用FFT處理的數據量越來越大，利用串行FFT進行大數據量運算耗時過久，這已無法滿足現實要求。當處理的數據量非常大時，并行計算是應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的主流平臺，那么以機群系統(tǒng)為平臺實現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，然后介紹了龐大復雜的并行計算相關知識中的并行機體系結構和幾種典型的并行機系統(tǒng)，在并行機系統(tǒng)中著重介紹了當前的主流平臺機群系統(tǒng)，然后詳細介紹了并行算法相關理論，分析對比了幾種并行編程模型，結合機群的體系機構選擇了消息傳遞編程模型，并選擇了其中應用更為廣泛的MPI作為通信標準。基于理論研究，利用實驗室條件分別具體實現了基于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算法的蝶式運算結構特點，同時對胖二叉樹網絡拓撲結構進行分析，根據兩者之間相似的結構特點，提出了基于胖二叉樹邏輯結構將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。
　　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，得到一系列實驗數據，比較了在不同處理數據量的情況下并行FF