Η ανάγκη για παράλληλη επεξεργασία προκύπτει από την ύπαρξη χρονοβόρων εφαρμογών σε διάφορους τομείς, όπως η πρόβλεψη καιρού, οι εξομοιώσεις πυρηνικής ένωσης, η ανάλυση του DNA και των πρωτεϊνών, η υπολογιστική προσέγγιση της δύναμης των ρευστών, κ.α. Η παράλληλη επεξεργασία συμπεριλαμβάνει αλγόριθμους, αρχιτεκτονική υπολογιστών, παράλληλο προγραμματισμό και ανάλυση της αποδοτικότητας. Κατά τη βελτιστοποίηση της απόδοσης των ακολουθιακών επιστημονικών και τεχνολογικών προγραμμάτων, το μέγιστο κέρδος προέρχεται από την παραλληλοποίηση των φωλιασμένων βρόχων ή των επαναληπτικών διαδικασιών, όπου μεγάλα κομμάτια υπολογισμού εκτελούνται επανειλημμένα. Οι φωλιασμένοι βρόχοι χωρίς εξαρτήσεις ονομάζονται DOALL, ενώ αυτοί με εξαρτήσεις ονομάζονται DOACROSS. Η παραλληλοποίηση των DOACROSS βρόχων είναι πολύ πιο δύσκολη από την περίπτωση των DOALL βρόχων, διότι πρέπει να ικανοποιηθούν οι υπάρχουσες ανάμεσα στις επαναλήψεις εξαρτήσεις. Οι προκλήσεις που πρέπει να αντιμετωπιστούν για την παραλληλοποίηση χρονοβόρων προβλημάτων είναι: η ελαχιστοποίηση του συνολικού χρόνου επεξεργασίας, η ελαχιστοποίηση του χρόνου επικοινωνίας μεταξύ επεξεργαστών (ιδιαίτερα στην περίπτωση των DOACROSS βρόχων), η εξισορρόπηση του υπολογιστικού φόρτου ανάμεσα στους επεξεργαστές, η αντιμετώπιση και η ανάκτηση από σφάλματα που μπορούν να προκύπτουν στο πρόγραμμα ή στο σύστημα, η διατήρηση των χρονικών περιορισμών, ή ένας συνδυασμός των παραπάνω. Η παρούσα διδακτορική διατριβή εστιάζεται στη παραλληλοποίηση εφαρμογών που περιέχουν DOACROSS βρόχους, αντιμετωπίζοντας μερικές από τις παραπάνω προκλήσεις. Συγκεκριμένα, προτάθηκαν και παρουσιάζονται τέσσερεις στατικές μέθοδοι και τρεις δυναμικές μέθοδοι δρομολόγησης, για διάφορες αρχιτεκτονικές υπολογιστών. Οι στατικές μέθοδοι σχεδιάστηκαν για ομογενή συστήματα, ενώ για ετερογενή συστήματα ή συστήματα με γρήγορο μεταβαλλόμενο φορτίο, σχεδιάστηκαν οι δυναμικές μέθοδοι. Μια από αυτές τις δυναμικές προσεγγίσεις ήταν βιβλιογραφικά η πρώτη προσπάθεια προς την παραλληλοποίηση των DOACROSS φωλιασμένων βρόχων, χρησιμοποιώντας μια χονδρόκοκκη (coarse grain) προσέγγιση και δυναμική δρομολόγηση, σε ετερογενή συστήματα υπολογιστών. Οι προτεινόμενοι αλγόριθμοι υλοποιήθηκαν, επαληθεύτηκαν και αξιολογήθηκαν με εξαντλητικά πειράματα σε διάφορες αρχιτεκτονικές υπολογιστικών συστημάτων.