問題 規(guī)模為I時的資源需求為烈/5。其中， (1) pi表示并行應(yīng)用P中所包含的不同類型的操作； (2) ，表示P在輸入規(guī)模為I時，操作對硬件資源的需求。是一個二元組<xs， κ>，其中是一個基本操作多重集，X是該操作的數(shù)量，s的實現(xiàn)需要在硬部件κ的支持下才 能完成。
[0064] 烈/5從并行應(yīng)用Ρ資源需求角度反映了其性能特點，只與問題規(guī)模、應(yīng)用算法及其 實現(xiàn)相關(guān)，與具體硬件環(huán)境無關(guān)。
[0065] 在經(jīng)過以上三大步驟的分析和處理之后，對復(fù)雜目標(biāo)電磁散射特性精確計算的并 行算法提出了合理、有效的優(yōu)化，優(yōu)化后的效率提高如表1所示。
[0066]表 1
表中f為入射波的頻率，#為未知數(shù)的個數(shù)（問題規(guī)模），尸為結(jié)點數(shù)，Z為分布樹的總 層數(shù)，j為分布層的起始層號，#為冗余層起始層。
[0067] 本發(fā)明從性能分析對并行程序設(shè)計、開發(fā)過程的指導(dǎo)意義入手，提出了面向性能 的并行應(yīng)用開發(fā)方法，確定了能夠反映程序運行性能的宏觀評價指標(biāo)和微觀評價指標(biāo)，然 后以并行系統(tǒng)性能模型為基礎(chǔ)，提出了獲得這些性能數(shù)據(jù)的方法，并通過綜合分析這些數(shù) 據(jù)來指導(dǎo)并行應(yīng)用面向體系結(jié)構(gòu)特點進(jìn)行性能優(yōu)化。這些理論方法在具體項目實施過程中 得到了實踐，具有很高的理論意義和實用價值。
[0068] 本發(fā)明雖然已以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域 技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本發(fā) 明技術(shù)方案做出可能的變動和修改，因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明 的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案 的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種并行系統(tǒng)性能的形式化分析方法，其特征在于，包括： 步驟一、建立并行程序性能模型和并行機模型； 步驟二、在并行程序性能模型和并行機模型之間建立映射關(guān)系，形成并行系統(tǒng)性能模 型，進(jìn)行并行系統(tǒng)性能分析。2. 依據(jù)權(quán)利要求1所述的并行系統(tǒng)性能的形式化分析方法，其特征在于，所述并行程 序性能模型包括程序控制流模型，線程通信模型，并行應(yīng)用性能模型；所述并行程序性能模 型基于賦時著色化tri網(wǎng)建立。3. 依據(jù)權(quán)利要求1所述的并行系統(tǒng)性能的形式化分析方法，其特征在于，還包括對所 述并行程序進(jìn)行性能建模和初步驗證； 步驟1. 1、將并行程序性能模型按功能模塊進(jìn)行劃分，即模型/^=滬,，，A為第 i個功能模塊，對/?中的各功能模塊分別建模； 步驟1. 2、根據(jù)/?的數(shù)據(jù)規(guī)模，確定包含的進(jìn)程數(shù)量/7,即7^,=杞，為 A中的進(jìn)程，分別建模； 步驟1. 2. 中串行執(zhí)行部分按照預(yù)設(shè)的并行系統(tǒng)性能分析方法的程序分支結(jié)構(gòu)模 型和循環(huán)結(jié)構(gòu)模型對程序的控制流建模； 步驟1. 2. 2、A.j.中的通信部分，分析消息的源進(jìn)程和目標(biāo)進(jìn)程，按照預(yù)設(shè)的并行系統(tǒng)性 能分析方法的程序通信方式模型建立通信模型； 步驟1. 2. 3、根據(jù)中的數(shù)據(jù)類型，確定集合G中的元素； 步驟1. 2. 4、將中的事件或動作轉(zhuǎn)化為變遷然后根據(jù)變遷的功能，定義變遷 函數(shù)，計算觸發(fā)后，標(biāo)識#^的變化； 步驟1. 2. 5、計算得到變遷觸發(fā)延遲； 步驟1. 2. 6、若中的所有進(jìn)程建模完畢，則轉(zhuǎn)Step3,否則轉(zhuǎn)Step2. 1 ; 步驟1. 3、當(dāng)/?的均建模完畢，則將各功能模塊模型按照同步合成法進(jìn)行組合，形 成完整算法的P模型； 步驟1. 4、若得到的P不是安全網(wǎng)，做適當(dāng)?shù)馗脑?，將受控網(wǎng)改造為相應(yīng)的安全網(wǎng)。4. 依據(jù)權(quán)利要求1所述的并行系統(tǒng)性能的形式化分析方法，其特征在于，步驟二中，進(jìn) 行系統(tǒng)性能分析包括： 步驟2.1、并行度計算； 步驟2. 2、負(fù)載平衡計算； 步驟2. 3、系統(tǒng)運行時間計算； 步驟2. 4、資源利用率與操作執(zhí)行頻率計算。5. 依據(jù)權(quán)利要求4所述的并行系統(tǒng)性能的形式化分析方法，其特征在于，并行度計算 包括：片段集合八制=把人，…J。}= ,, 是程序巧^的所有可能的片段集合， AJ*徽 命） 其中泌）表示在標(biāo)識#下活躍的進(jìn)程，化切是并行程序巧^性能模型的可達(dá)標(biāo)識集合， 若斬是巧^的初始狀態(tài)，則化'(/切=/?泌。）；P 乂 P是片段乂的大小，乂中進(jìn)程個數(shù)，并行程 序巧？的最大并行度為穂W;曰。6. 依據(jù)權(quán)利要求4所述的并行系統(tǒng)性能的形式化分析方法，其特征在于，負(fù)載平衡計 算包括；對于巧(〇知&"表示在穩(wěn)定狀態(tài)下，庫所與在任一可達(dá)標(biāo)識中平均含 有的數(shù)，則.況/心為各節(jié)點進(jìn)程庫所集合中平均數(shù)之和。7. 依據(jù)權(quán)利要求4所述的并行系統(tǒng)性能的形式化分析方法，其特征在于，系統(tǒng)運行時間計算包括：?= ,^?.、藻W，其中， 始巧賊:為等效計算量，位'為等效計算速度和分別是等效數(shù)據(jù)訪問量和等效數(shù)據(jù)訪問速度。8. 依據(jù)權(quán)利要求4所述的并行系統(tǒng)性能的形式化分析方法，其特征在于，資源利用率 與操作執(zhí)行頻率計算包括：利用^估算資源A的利用率，當(dāng)A屬于某個子進(jìn)程 時，可W把：視為進(jìn)程任務(wù)隊列長度，進(jìn)而分析進(jìn)程響應(yīng)時間和吞吐 量；"dr的觸發(fā)概率是能使t觸發(fā)的所有標(biāo)識的穩(wěn)定概率之和，即，其 中，化'(0是指能使t觸發(fā)的所有可達(dá)標(biāo)識集合。9. 依據(jù)權(quán)利要求1所述的并行系統(tǒng)性能的形式化分析方法，其特征在于，還包括；確定 并行系統(tǒng)性能分析，步驟3. 1、計算節(jié)點關(guān)鍵性能影響因素的計算；步驟3-2,通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵 性能影響因素的計算；步驟3-3,并行應(yīng)用性能度量參數(shù)的計算。10. 依據(jù)權(quán)利要求3所述的并行系統(tǒng)性能的形式化分析方法，其特征在于，還包括對并 行應(yīng)用性能模型進(jìn)行正確性驗證： 步驟1. 1. 1 ;初始化所有集合為A ; 步驟1. 1. 2 ;根據(jù)定義3. 28建立P模型的關(guān)聯(lián)矩陣G.。； 步驟1. 1. 3 ;/br 判斷每個A.的類型； 步驟1. 1. 3. 1 ;若A ，檢查C第i列中。1"和"-1"的個數(shù)，若各位1，則滿 足定義4.7 (1)和（2)，否則巧35'=巧純的}; 步驟1. 1. 3. 2 ;若A e ，檢查C第i列中"1"和"-1"的個數(shù)，若都為X，則滿足定義 4. 7 (3 )，否則巧?^=巧純拓}; 步驟1. 1. 3. 3 ;除W上類型外的公,，若C第i列中"1"和"-1"的個數(shù)都為1，則滿足定 義4. 7 (4)，否則巧?^=巧純氏}; 步驟1. 1. 3. 4巧A €友巧^ U直戶口 A巧?=巧，則尸=姑片}; 若A €及馬U玄馬' A >;- = 0，則Zif尸二么WS氏}; 若A e及弓U方& A時卓I?巧I，則尸=朋/尸6 b,}; 步驟1. 1.4;/br 7'=廣/7判斷每個^^的類型； 步驟1. 1.4. 1 ;若7'行中"1"和"-1"的個數(shù)是否分別為x和1，若 是，則滿足定義4. 7 (I )，否則巧滬巧濁咕};若檢查C第J行中。I"和"-1"的個 數(shù)是否分別為1和X，若是，則滿足定義4. 7 (1)，否則/T5'= ; 步驟1. 1. 4. 2 ;若^^.!/^^7，則根據(jù)的收發(fā)類型分別判斷^第7'行中"1"和"-1"的個 數(shù)，若不滿足定義4. 7 (2 )，則/T5'= /7濁Uj]; 步驟1. 1. 4. 3 ;若則根據(jù)的通信類型分別判斷C第J行中"1"和"-1"的個 數(shù)，若不滿足定義4. 7 (3 )，則/T5'= /7濁Uj]; 步驟1. 1. 4. 4 ;除^上類型外的若C第J行中"1"和"-1"的個數(shù)都為1，則滿足定 義4. 7 (4)，否則巧?^=巧純氏}; 步驟 1. 1. 4. 5 ;若與' e 'OMP，則餅/r=餅/7? U,}; 步驟1. 1. 4. 6 :若^ e站扔，則/.!/7=/.!/凡忙}; 步驟1. 1. 4. 7 ;若與e (Mf戶LI -孔啞巧，則廈=黨凡{>,}; 步驟1.1. 5;算法結(jié)束。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種并行系統(tǒng)性能的形式化分析方法，包括：步驟一、建立并行程序性能模型和并行機模型；步驟二、在并行程序性能模型和并行機模型之間建立映射關(guān)系，形成并行系統(tǒng)性能模型，進(jìn)行并行系統(tǒng)性能分析。本發(fā)明提供了一種高效的并行系統(tǒng)性能分析方法。
【IPC分類】G06F11/36, G06F9/44
【公開號】CN105512018
【申請?zhí)枴緾N201410490717
【發(fā)明人】成斌, 錢平, 王凌, 齊宏恩, 龔丹丹, 陳春萍, 李楠, 張闖, 郭素敏, 劉冰川, 楊雨翰, 蔣堅鴻
【申請人】上海精密計量測試研究所
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2014年9月23日