面向共享内存并行程序的测试技术

随着并行编程越来越普及,并行程序的测试也变得越来越重要。本文面向共享内存的并行程序,研究一种新的并行程序测试技术,设计了工具CPTester,采用冗余分析方法避免重复的结果。和已有工作不同的是CPTester能够自动生成每一个并行bug的上下文信息,对程序员理解并修复一个并行bug具有重要意义。将CPTester在一些真实的并行程序上进行实验评测,结果显示CPTester能够有效地检测到程序中的并行bug,且每一个并行bug都有相应的上下文信息来描述该bug触发的根本原因。     

InfiniBand Ⅲ型集群系统可视化监测工具的实现方法

随着集群系统的广泛应用,用户对系统的综合性能要求显得越来越重要。该文在基于InfiniBand[1]ⅢPC集群的平台上,通过对目前常用的监测系统的分析,针对它们所共有的一些不足之处,在其基础上开发了一个实用的对并行处理过程的可视化监测工具。工具通过lm_sensors获取硬件信息,以proc文件获取负载信息,并通过MPE生成记录并行程序执行过程的log文件,具有能以图形方式实时显示硬件信息和系统节点负载信息,以及需要时可以用图形方式重现程序执行过程的功能。     

高性能计算平台的IO性能测试与分析

在高性能计算平台上测试NFS和Lustre文件系统在大规模并行计算环境下的IO速率,根据测试结果分析该实验平台的IO瓶颈并提出改进方案;之后测试本地Cache、并行应用进行IO时的TransferSize和并行程序存取文件的FileSize等因素对分布式文件系统性能的影响,并根据实验结果提出如何合理地部署并行软件以有效地利用本地Cache,以及提出在编写并行程序时设置合适的TransferSize和FileSize以提高IO性能的建议。     

顺序程序的并行转换器

在分布式系统环境下,如何将在单机上运行的顺序程序转换成可在多机上并行执行的并行程序,是急待解决的问题。本文提出了一个基于程序相关图(PDG)的顺序程序的并行转换系统。该系统在相关分析的基础上,对相关图实施优化,系统地削弱了语句间的数据相关性,提高了程序的并行性;并在优化的基础上对相关图进行分割,最终生成并行程序段。     

用户指导的并行化策略的研究与实现

提出的用户指导的并行化策略,提供给程序员一个图形化的交互界面,首先由程序员选择并行算法,然后通过配置向导对所选择的并行算法进行定制,生成配置文件,然后参照配置文件自动生成并行程序的框架代码,并将程序员提供的元任务的串行代码嵌入到框架代码中,最后生成并行程序,这样程序员就可以较方便高效地编写并行程序了。     

并行识别中的依赖关系与通信优化研究

通信开销是阻碍并行程序效率提高的关键因素,降低并行程序的通信开销可以有效地提高程序的运行效率.主要讨论了在并行识别中如何利用依赖关系信息来降低自动并行识别所生成的并行程序的通信开销,包括计算与通信重叠、消除冗余通信代码、消除冗余通信等,并给出了测试结果,试验表明具有较好的优化效果.     

确定性并行技术

由于执行个体之间的同步、竞争和干扰,并行程序的执行存在着不确定性问题,即程序在相同输入下多次执行可能得到不同的结果.不确定性给并行程序在开发、调试、测试、容错和安全等方面都带来了挑战,严重降低了并行程序的可靠性,阻碍了并行程序的发展.确定性并行技术通过控制并行程序执行个体间的同步、竞争和干扰,使程序的执行结果仅依赖于输入.确定性并行技术能够从根本上解决了目前并行程序存在的诸多问题,提升了并行程序的可靠性,给并行程序的发展带来了新的机遇.文中调查、分析和比较了目前主流的确定性并行技术和方法,分析了弱内存一致性对确定性并行系统的影响,并对未来确定性并行技术的发展趋势做出了展望.     

基于UML的面向对象软件测试系统

设计和实现了一个基于UML的C 测试集成开发环境CppTestlDE.它以基于UML的分析设计规约文档作为OO软件测试的重要依据,通过对UML文档的词法语法分析,提取类状态机信息;采用手工和自动生成测试用例;并根据生成的测试用例构造驱动模块,生成测试装置.同时,对源代码插装,以便度量代码覆盖率.在此基础上,编译测试装置和源代码,生成测试装置执行文件.最后,驱动测试装置执行文件,分析测试结果,生成测试报告.     

并行程序性能分析系统的研究

在并行程序的开发过程中，常常会出现负载不平衡、通讯开销过大、同步等待等一些导致计算机系统性能降低的因素。为了克服这些问题，及时对并行程序进行性能分析是十分重要的．在[1]、[2]、[3]中虽然对并行程序的性能分析作了一些研究，但都没有实现对并行程序的全局住分析，作者在对并行程序的运行状态进行分析的基础上，研究和开发了一个住能分析系统，它能自动地提取描述程序运行过程的真实数据，依据这些数据描述并行程序的各种性能指标，并对影响并行程序运行性能的原因作出直观的图形表述。     

运用变异测试的并行程序测试用例最小化算法

在并行程序测试中,测试输入和线程交互时序是影响并行错误检测的两个关键因素。以缩减并行错误检测的输入空间为目标,给出一种基于变异测试的测试用例最小化算法。首先对并行程序进行研究,选取与并行错误密切相关的9个变异算子,并以此为基础为待测程序生成多种变异体;采用JPF作为线程调度工具来执行测试用例,根据变异评分与平均时间成本对测试用例进行排序,在优化后的测试用例集中选取检测能力不重复的测试用例,从而得到面向并行错误检测的最小测试用例集。实验结果证明,该方法能有效减小测试用例集的规模,并大幅缩短运行时间,从而提高了并行程序的测试效率。     

程序并行化中基于暴露集生成数据分布代码

在并行化编译中,代码生成属于编译器的后端,决定着并行程序的执行效率.数据划分将计算循环中被重定义或没被读引用的数据映射到处理器,按照数据划分生成通信代码会产生冗余通信.提出了利用数组数据流分析求解暴露集,并建立计算划分、循环迭代以及暴露集的不等式限制系统,最后通过FME(fourier Motzkin elimination)消元生成数据分布代码的优化算法.测试结果表明该算法对数据分布的优化效果明显.     

面向MPI代码生成的Open64编译器后端

随着计算机体系结构的发展,分布式存储结构以其良好的扩展性逐渐占据了高性能计算机体系结构市场的主导地位.为了将现有的串行程序转换为能够在高性能计算机上运行的并行程序,研究人员提出了并行化编译器.然而,当前面向分布存储并行系统的编译器发展却相对较慢,而面向共享存储并行系统的编译器及其相应技术已逐渐成熟.一种开发面向分布存储并行系统编译器的可行方法是改进现有的面向共享存储并行系统的编译器,使其自动生成能够在分布存储结构高性能计算机上运行的MPI(Message Passing Interface)并行程序.因此,该文为面向共享存储并行系统的编译器Open64设计并实现了一个支持MPI代码生成的后端.根据分布式并行化编译的特点,主要从自动生成计算划分、改进循环优化和自动生成MPI并行代码3个方面对Open64进行了改进,使其能够实现面向分布存储的并行化编译.实验测试利用带有MPI后端的Open64对串行程序进行编译,生成的MPI并行代码可直接运行在具有分布存储结构的高性能计算机上.通过将该MPI并行代码的执行效率与传统面向分布存储并行系统编译器生成的MPI代码效率进行比较,并行效率有明显的提升.     

基于DCOM实现的紧缩场测试系统数据自动录取与生成

针对紧缩场测试系统手工录取测试信息存在的问题,设计与实现了一种基于DCOM技术实现的自动录取与生成系统.借助于该系统,可以通过网络通讯技术对矢量网络分析仪测试参数的读取,实现试验过程的参数记录和测试数据文件的重命名,并自动生成测试日志信息,较大幅度的提高了试验效率和速度.该系统也可为其他测试系统的测试数据文件的自动化存储提供参考依据.     

模拟信号扩展互连测试自动测试矢量生成研究

模拟电路网络的自动测试矢量生成是混合信号测试研究的重点和难点,以IEEE1149.4标准为基础,建立模拟电路网络测试的模型及测试方法,并提出一种适用于模拟扩展互连测试自动测试矢量生成的算法,基于此方法,构建了相应的软件测试系统,通过编译Protel网表文件、BSDL文件、自定义测试模型流程文件及扫描单元真值表文件,提取相关信息,完成测试矢量的自动生成;结果显示,该算法产生的测试矢量可准确控制内部开关的导通,形成测试通路,满足模拟扩展互连测试的要求。     

多模式并行I/O测试程序Jetter的研究与实现

并行I/O系统有多种存取模式,它们有各自的存取特点和适用范围。为了获得不同模式下的系统性能,并行I/O测试中往往要综合使用多种微测试程序。这不仅要求用户深入了解并行I/O的特点,而且要求他们熟悉各种并行I/O微测试程序的输入与输出。提出并实现了一个并行I/O测试Jetter,它从接口类型、存取模式和进程－文件关系的角度划分了并行I/O接口,不仅能够测试I/O系统在上述模式下的性能,而且简化了测试工作。实际应用Jetter表明,并行I/O系统对不同模式的支持效果不同,最高差异可以达到两个数量级以上,这些测试结论有助于用户开发高质量的并行程序。     

一种改进的测试路径集生成算法

在对两种较为有效的分支测试路径集生成算法分析研究的基础上,提出了一种改进的测试路径集生成方法,并设计实现了一个面向分支覆盖的测试路径自动生成系统,通过实例验证后表明,该系统能有效生成分支测试路径集,并具有较高的测试覆盖率。     

格子Boltzmann算法并行性能的系统分析

从处理器映射方式、域分解方式、通信开销、通信模式、可扩展性等方面对格子Boltzmann算法的并行性能作了全面系统的分析,并提出了对该类并行程序效率定量化分析的方法。经过相应的测试与分析,说明该方法对提高大规模并行计算的效率具有指导作用。     

故障诊断测试系统通用报表生成接口库的设计

针对故障诊断测试系统的测试结果报表生成操作复杂、效率低下、格式难以统一的问题,文章提出了一种新的报表生成方法;设计了测试数据保存的通用数据结构,利用基于ActiveX的LabWindows/CVI与Word、Excel之间的通信技术对报表文档进行操作,生成报表并对文档中的文字和图表进行格式设置,编写了数据保存和报表生成的功能接口并封装成动态链接库,形成了规范的报表生成方案;通过使用此方法,保证了测试和数据保存的实时性,实现了统一、美观的格式控制,大大简化了测试程序的开发。     

基于Cewolf的Web动态图表的实现

通过对Web服务器上实现动态统计图表的探讨,给出了一种J2EE构架下基于Cewolf图表生成引擎的应用,并结合一个某信息远传与发布系统中的例子进行了分析,探索出了一种基于JSP和Java Bean技术的开发Web动态图表的新方法。     

面向统计数据的三位一体可视化关联分析

根据社会经济统计数据的特点,借鉴地理信息系统的空间表达方法,利用Flash技术提出属性、图形和图表三位一体可视化关联分析系统。设计行政区空间图形库和社会经济数据库,以组件方式构建图表对组件库和模型库进行分析,实现系统在线即时可视化表达与分析功能。应用结果表明,该系统能提高对社会经济等相关数据的分析效率。