一種應用軟體最優化運行方案的尋找方法
2023-05-31 19:41:36 2
專利名稱：一種應用軟體最優化運行方案的尋找方法
技術領域：
本發明涉及計算機應用技術，具體地說是一種高性能計算方面應用軟體的性能測 試和性能評估，更具體的說，涉及在大規模並行系統上基於應用軟體的固定問題規模，快速 尋找最優化運行方案的方法。
背景技術：
隨著數值計算需要解決的問題逐漸複雜和高性能計算機集群技術的迅速發展，如 何在大規模並行系統上高效的運行計算流體力學、生命科學、石油勘探及航空航天等專業 領域的應用軟體已成為當前一個重要問題。可擴展性是數值並行計算所重視的一個指標，而通常進行的可擴展性研究集中在 並行算法和並行系統相結合的可擴展性上，它的前提是在問題規模和並行系統規模都各自 增大的前提下，研究系統性能的增減。而對於並行應用軟體在固定問題規模的可擴展性討 論較少，這對於在實際科研問題求解中，更高效率的使用並行系統運行應用軟體具有重要
眉、ο
發明內容
本發明主要提供了一種在大規模並行系統上的最優化運行方案的找尋方法，可以 找出應用軟體在固定規模問題下的最優化運行方案。本發明的一種在大規模並行系統上的最優化運行方案的找尋方法，是按以下方式 實現的，該方法包括以下步驟A、根據經驗值設定兩個較小的初始處理器運行數目PO和P1，其中PO < P1，運行 軟體後得到兩個運行時間TP0、TP1 ；計算固定問題規模可擴展性Seal (Pi，Pj)，其數學模型 的推理過程如下由加速比計算公式Spi = Tpi/TPj效率計算公式Epi = Spi/PiX100%推出並行系統在機器規模由Pi擴展到Pj時的固定問題規模可擴展性數學模型 是Seal (Pi，Pj) = EPj/EPi = SPj/Spi XPj/Pi = TPj/Tpi XPj/Pi。B、根據固定問題規模可擴展性數學模型Seal (Pi，Pj) = Tpi/TPj*Pi/Pj，計算判
斷Pj臺處理器相對於Pi臺處理器是否具有可擴展性，其中Pi Pj/Pi時，則回到步驟A，增加處理器運行數目，以上步 驟循環執行；D、判斷當0 < Seal (Pi, Pj)彡Pj/Pi時，則停止測試，Pi即為此規模應用的優化
處理器運行數目；可以看出，在本發明中的固定規模可擴展性數學模型中有一個非常實用的特性，就是利用比值約分省去了問題的單處理器運行時間，因為當問題規模很大，處理機臺數很 多時，根本無法也沒有必要在單處理器上進行求解。本發明的有益效果是可以快速確定大規模並行系統運行某規模應用問題的最 佳處理機數目，從而提升大規模並行系統的工作效率，滿足應用問題求解需求，縮短運行時 間。
附圖1為本發明方法的步驟流程圖。
具體實施例方式參照附圖對本發明的方法作以下詳細的說明；由前述內容可知，本發明提供的是一種大規模並行系統上優化運行方案的找尋方 法，其步驟流程圖如圖1所示，包括如下步驟步驟A 在大規模並行系統上運行固定規模應用軟體，根據經驗值設定兩個較小 的初始處理器運行數目PO和P1，其中PO 1，則Pj臺處理器相對於Pi臺處理器是超線性可擴展的； 若Seal (Pi，Pj) = 1，則Pj臺處理器相對於Pi臺處理器是線性可擴展的； 若Pj/Pi < Seal (Pi, Pj) < 1，則Pj臺處理器相對於Pi臺處理器是次線性可 擴展的； 若0 Pj/Pi時，即當前的機器規模還可進行擴展，則增 大處理器運行數目返回步驟A、B進行循環尋找判斷；直到0<Scal(Pi，Pj) < Pj/Pi時， 即當前規模的應用問題為相對不可擴展的情況，則可判定Pi即為此規模應用的最優化處 理器運行數目。綜上所述，依照本發明中的大規模並行系統上最優化運行方案的找尋方法，可以 快速確定固定規模應用問題的最優化處理器運行數目，提升大規模並行系統的工作效率， 滿足應用問題求解需求，縮短運行時間。這是一種簡單、易行又非常實用的方案確定方法， 在高性能計算領域的應用軟體中具有廣泛的應用範圍和很高的應用價值。
權利要求
一種應用軟體最優化運行方案的尋找方法，其特徵在於，利用固定問題規模可擴展性數學模型，尋找在大規模並行系統上應用軟體的最優化運行方案，尋找步驟如下A、根據經驗值設定兩個較小的初始處理器運行數目P0和P1，其中P0＜P1，運行軟體後得到兩個運行時間TP0、TP1；B、根據固定問題規模可擴展性數學模型Scal(Pi，Pj)＝Tpi/TPj*Pi/Pj，計算判斷Pj臺處理器相對於Pi臺處理器是否具有可擴展性，其中Pi＜Pj，均表示處理器運行數目，固定問題規模可擴展性數學模型Scal(Pi，Pj)是評價在機器規模由Pi擴展到Pj時並行系統的可擴展性，Scal(Pi，Pj)的數學模型推理過程如下設並行系統的加速比模型為Spi＝T1/Ti，同設效率模型為Epi＝Spi/Pi×100％，則並行系統在機器規模由Pi擴展到Pj時的固定問題規模可擴展性為Scal(Pi，Pj)＝EPj/EPi＝SPj/Spi×Pj/Pi＝TPj/Tpi×Pj/Pi；C、判斷當Scal(Pi，Pj)＞Pj/Pi時，則回到步驟A，增加處理器運行數目，以上步驟循環執行；D、判斷當0＜Scal(Pi，Pj)≤Pj/Pi時，則停止測試，Pi即為此規模應用的優化處理器運行數目。
2.根據權利要求1中所述的方法，其特徵在於，在所述步驟C步驟和D步驟中，根據 Scal(Pi,PJ)值的大小判斷是否返還到循環體A、B當中，直到0 < SCal(Pi,Pj) ( P/P,時，停止 循環，此時即確定優化處理器運行數目P」
全文摘要
本發明提供一種應用軟體最優化運行方案的尋找方法，此方法建立在一種新的應用可擴展性評價模型的基礎之上，此方法為高性能計算領域的應用軟體提供了一種在大規模並行系統上快速尋找最優化運行方案的方法。通過對應用軟體在大規模並行系統上逐漸增多處理器運行數目時的性能測試結果，根據新的應用可擴展性數學模型，判斷、繼而尋找此規模應用問題基於該平臺的最優化運行方案。本發明的測試方法和可擴展性評價模型簡單、易行、實用性強，可適用於高性能計算領域中眾多應用軟體，可提高應用軟體的執行速率和硬體平臺的使用率。
文檔編號G06F9/50GK101894046SQ200910017340
公開日2010年11月24日 申請日期2009年7月27日 優先權日2009年7月27日
發明者呂文靜, 馬超 申請人:浪潮電子信息產業股份有限公司