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随着对地观测技术的发展,GIS迎来了大数据处理的挑战,地理计算是一种数据密集型和计算密集型的计算,但现有的性能评测工具主要针对于计算密集型系统的性能分析,而对算法级性能分析能力不足,缺乏对并行地理计算算法进行性能评价的有效支撑,因此在“面向新型硬件架构的复杂地理计算平台”863课题的支撑下,开展了本项目的研究。 本研究在分析国内外相关研究现状的基础上,结合地理计算并行算法的特点,通过建立地理计算性能评测模型,利用代码插桩、并行化事件分析等技术实现了针对并行地理计算算法的性能评测工具,并取得主要贡献如下: (1)设计了性能评测模型。通过分析了地理计算算法的算法特点和传统加速比模型的局限性,在传统加速比模型的基础上,使用关键路径上的负载替换原来的串行负载加并行负载,设计了合理的并行地理计算性能评测模型。 (2)实现了性能评测数据采集技术,通过利用GCC对C/C++进行编译插桩以及对MPI操作进行包装插桩来采集程序性能数据,同时利用OTF性能数据记录格式高效地存储和访问性能数据。 (3)实现了性能数据的并行化分析,通过关键路径来识别程序的负载均衡性,总结了6种常见的低效通讯操作,通过性能数据的并行化分析技术加快了性能数据的分析速度。 (4)实现了原型系统,经过实验验证评测工具提供了易用的图形界面来帮助用户查找性能瓶颈,通过对常见的地理计算算法进行性能评测,证明了性能评测工具性能良好,能够满足地理计算并行算法评测要求。 本文的研究成果已经在“面向新型硬件架构的复杂地理计算平台”863课题中应用,有效地指导了各课题组中并行地理计算算法的实现。