Удосконалення паралельного сортування масивів чисел методом злиття

Abstract

Удосконалено метод сортування злиттям способом просторового розпаралелення процесу сортування, яке зведено до одночасного отримання елементів зростаючого та спадаючого масивів. Визначено та розглянуто такі основні етапи розроблення потокового графу для паралельного сортування масивів даних з використанням удосконаленого методу злиття, як декомпозиція алгоритму сортування масиву із m×N чисел, проектування комунікацій між функціональними операторами, укрупнення функціональних операторів, планування процесу сортування масиву із m×N чисел. Розроблено орієнтований на архітектуру графічного процесора конкретизований потоковий граф паралельного сортування масивів даних з використанням удосконаленого методу сортування злиттям. Запропоновано розробку програмних засобів паралельного сортування масивів даних з використанням удосконаленого методу злиття виконувати на основі комплексного підходу, який охоплює: дослідження, розроблення та вдосконалення алгоритмів і методів паралельного сортування масивів даних; потокові графи алгоритмів паралельного сортування; архітектуру графічного процесора GPU та програмну модель CUDA. Показано, що попри необхідність розроблення додаткових програм для внутрішніх операцій, а саме: створення тимчасових масивів для зберігання проміжних результатів, ядра програми, циклів виконання ядра програми у потоках та блоках, бінарного пошуку, присвоєння ключів записав на фінальній стадії порівняння двох масивів і формування вихідного відсортованого масиву, реалізація на графічному процесорі паралельного сортування масивів даних з використанням удосконаленого методу злиття, забезпечує значне зменшення часу сортування порівняно з використанням тільки центрального процесора.