论文以并行计算模型为核心展开研究。并行计算模型为并行算法和并行计算机系统结构的分析与设计提供了具有指导意义的理论界面和模型框架,它是并行计算研究的重要领域。目前在并行计算中,尚未有一个如冯·诺伊曼模型般在顺序计算中取得成功的真正统一通用的并行计算模型,来保证硬件设计者设计多种计算机结构而无须考虑被执行的软件,软件设计者编写各种有效执行的程序而无须考虑所使用的硬件。因此论文以并行计算模型为课题展开研究。论文首先对非独占、异构、同步的NHBL(Nondedicated Heterogeneous Barrier LogGP model)模型做了详细地介绍,NHBL是基于LogGP模型提出的,LogGP模型没有考虑到节点的异构和非独占性,不能很好的对并行计算的时间开销进行描述。NHBL模型在LogGP模型基础上,考虑了节点计算资源的异构性、节点计算资源的非独占性,但对节点间通信的损耗没有进行描述。本文基于这点,提出了考虑网络拥塞的非独占、异构、同步的LogGP模型,即NHBCL(Nondedicated Heterogeneous Barrier Congestion LogGP model)模型。NHBCL模型通过引入网络阻塞指数对节点间通信的损耗性进行了细致的描述。论文描述了NHBL模型和NHBCL模型和它们各自的计算开销和通信开销,并对求π值的并行计算时间进行预测。然后在MPI环境下的实验集群上实现了计算π值的并行算法,最后用实验结果与预测结果进行了比较。实验结果表明,NHBCL模型很好地刻画了基于集群的并行计算的特征,对基于集群的并行计算是实用的和正确的,同时进一步证明NHBCL模型相比于NHBL模型更具有可用性。