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题目描述

9-point stencil 算法是矩阵计算中最为基础的一种算法，可以从输入的 png 图像中读取像素点信息然后对非边界网格进行加权模糊计算，从而得出结果像素点并生成输出 png 图像。该算法可以从图像计算延伸到各种矩阵数值计算领域中。 比赛考核程序 nTrials 次循环处理输入图像所用总时间，以排除特殊优化方法所带来的单次计算性能优势，因此，不可在 nTrials 循环做并行划分。计时不包括图片读写的前后处理时间，耗时以程序最终输出的 Total 时间为准。 你需要修改的是位于stencil\src\stencil.cc 的函数void ApplyStencil, 该函数实现了多维数组表达式的运算。你需要想办法将该串行代码进行优化。

Checkpoints:

• 成功编译该代码
• 成功运行该串行代码，输入IPCC.png。得到输出data.txt和 output.png，作为baseline
• 了解该函数的基本原理
• 接下来，你有两方面的优化可以进行
  1. 将该函数ApplyStencil并行化
     • 提示：你可以使用openmp、openmpi、pthread、std::thread等方法实现并行化
  2. 进行串行的算法的性能调优，这些优化同样可以应用到后面的并行算法实现中。
     • 提示：几个可能的方向：优化程序访存、减少冗余计算、使用SIMD指令集
  • 注意：程序输出结果可以有一定的误差，但我们不希望你通过损失精度的方式来获得性能提升
• 成功编译修改后的代码
• 成功运行并比较精度，比较优化前后程序运行时间

提交代码

截止时间12月07日00:01分(星期一凌晨)，但在此之前，当你觉得你的优化起到2~3倍以上的效果之后，请和学长（QQ：1245835950）进行反馈。我们会决定是否直接邀请你加入到今年ASC2021的工作中。