多进程网格应用的任务图并行及优化研究

来源 :山东科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kzyzf
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着计算机多核、众核平台的发展以及结构化网格的广泛应用,把大量的网格应用遗产代码迁移到多核、众核平台上并高效的利用处理器的性能是一个重要的挑战。  中科院计算所编译组开发的AceMesh运行时系统支持任务图(DAG)并行,并取得较好的性能。目前,基于该系统完成了单进程网格应用的任务图并行化,多进程程序的任务图并行尚未实现。  本文以遗产的Chombo框架为基础,对程序中的通信实现任务图并行,以此完成整个网格应用的进程间和进程内程序的任务图并行,然后从区分Patch块的远程数据依赖这一角度尝试进行了优化工作,使得结构化网格应用程序充分利用多核、众核计算资源,对程序的高性能计算具有重要的意义。  本文对多进程网格应用的任务图并行和优化的具体内容如下:  首先,分析多进程结构化网格应用中通信的特点和过程,具体包括其中的通信打包、解包、数据交换、非阻塞通信的同步等相关数据结构和算法过程。根据通信过程将通信相关代码进行任务抽象,并从中抽象出任务间的数据依赖关系。  其次,针对近邻通信的各个阶段之间的数据依赖,面对通信过程所涉及的多种类型的、复杂的动态数据结构,抽象出任务注册的一般性方法。用尽量少的访问区域来正确地表达通信任务间以及通信任务和计算任务间的数据依赖。  然后,通过对本地通信任务的依赖关系的分析,尝试区分每个patch块是否涉及远程数据依赖,来减少本地数据通信任务中不必要的远程依赖关系,从而提高了任务图的并行度,完成任务图并行的优化。  最后,通过对Chombo库中的AMRPoisson、AMRWave方程的多进程任务图并行化和优化,并在多核众核平台上进行了测试,测试结果表明,相比于MPI+OMP并行模型,基于任务图并行化方法的多进程并行(MPI+DAG)程序可以更有效提高程序性能。区分Patch块的本地/远程数据依赖的优化方法,对程序的并行性能也有一定的提高。
其他文献
Java语言使用垃圾收集器自动回收无用对象的内存单元,造成Java语言相较于C++等其它面向对象语言运行效率低。因此,有必要通过优化对象内存空间管理模式,提高Java虚拟机的运行性
互联网的开放性为信息共享和交互提供了极大的便利,但随之而来的网络安全问题也日益明显。防火墙作为一种有效的安全防护措施被广泛应用于各种类型的网络当中。然而,传统的防火
智能规划与规划识别是人工智能(Artificial Intelligent)研究领域的一个重要分支。1995年Blum和Furst提出基于规划图的快速规划方法——图规划(Graphplan),使智能规划领域的
网络地理信息系统(WebGIS)作为网络技术和GIS技术的结合点,随着计算机技术、网络通讯技术、地球空间技术的发展,万维网地理信息系统正成为大众化的信息工具,越来越多的Web站点提
复杂性科学被誉为是"21世纪的科学",主要研究复杂系统与复杂性,涉及领域广泛。其中生物领域的系统最为复杂,与其它领域的系统不同,它们具有一个明显的特点:拥有“活”的元素。这些
随着Internet的飞速发展,网络中的信息急剧增多,网络已成为人们获得信息的必要途径和重要手段。网络中的海量信息既给人们带来方便,也带来了许多问题。面对信息的海洋,如何从中找
目前基于内容的图像检索(CBIR)系统在图像的低层特征与图像的高级语义特征之间还存在着较大的鸿沟,本文针对此问题,提出了一种基于迭代logistic回归和贝叶斯(Iteration Logis
随着芯片技术、通信技术和传感技术的飞速发展,目前传感技术正迈入无线传感器网络新时代。这种网络由大量集成有传感器、数据处理单元和无线通信模块的微小节点组成,通过自组
随着信息技术的飞速发展,计算机网络已经渗透到人们生活和工作的各个方面,移动互联设备也正在逐步成为人们获取信息的主要工具。在此背景下,利用移动设备澡的通信能力进行动
随着高通量生物技术的长足发展,基因芯片和质谱技术逐渐取代传统方法成为对各种疾病和生理特征进行准确比较和量化的重要手段。尽管其前景可观,这类高通量技术给数据分析却带