一个网格应用程序监测系统的实现

并行程序在运行过程中会受到外部运行环境的干扰而出现错误,并行程序调试可以帮助用户发现并排除程序中存在的错误。只有对程序的运行进行监测才能获得调试数据,并对监测到的数据进行分析,以达到调试程序的目的。网格计算的提出推动了并行计算的发展,越来越多的应用程序在网格环境中运行。该文从以上两点出发,开发了一个网格应用程序的监测系统,可以用以调试网格上的应用程序。     

MPI并行调试与优化策略在三维绕流气体运动 论数值模拟中的应用

从求解三维绕流问题的Boltzmann模型方程的数值模拟程序出发,通过研究区域分解并行计算策略,引入输入/输出、通信与CACHE等优化策略,对数值模拟程序进行MPI并行化移植与高性能计算调试。以高空稀薄过渡流区飞行器绕流状态为算例,进行了MPI大规模并行计算测试,证实了所发展的MPI并行化区域分解策略及程序优化途径的正确性。研究表明开展的并行化实现能明显地缩短模式计算时间,并取得较好的效果。     

基于移动代理的负载平衡策略

在异构计算环境中负载平衡是一个重要问题。移动代理是一种新的分布计算模式,具有许多优势,比如移动代理能够从一台机器移动到另一台机器执行任务。该文提出了一个基于移动代理的并行计算框架,利用一个二段负载平衡策略使程序能够适应不断变化的异构计算环境。实验结果显示移动代理不仅能够用于并行计算,而且能够有效地改善负载平衡。     

ParaCQ:一种基于移动Agent的并行计算中间件

主要从软件工程的角度讨论了一种Internet环境下并行计算中间件（ParaCQ）的软件系统设计思想和工作原理。该中间件基于移动Agent技术,融合了基于元组空间的协作模型,采用基于好友协商策略的P2P的资源共享模式,不仅支持同步、异步计算,也支持在线和离线计算。此外,它还具有友好的用户界面,简单的并行计算程序编程接口。因此,该并行计算中间件是在Internet环境下推广与普及并行计算的有益尝试。     

并行计算模型研究

并行计算模型是并行计算机基本特征的抽象，是并行算法设计和分析的基础，其重要性类似于顺序计算的存储程序模型，因而受到广泛的关注。虽然提出了大量的并行计算模型，但是仍无一通用模型。本文概递了并行计算模型的一些基本概念，介绍了理想计算模型的特征，讨论了一些典型的并行计算模型，综述了目前并行计算模型在异构计算环境的发展情况。     

一种基于移动Agent的分布式并行计算模型

针对传统的分布式并行计算方案所存在的缺点,提出了一种基于移动Agent技术的分布式并行计算模型。在简单介绍移动Agent技术后,给出了基于移动Agent的分布式并行计算模型,并详细叙述了该模型的具体工作过程和实现方案。模型设计完成后,用此模型来解决计算量很大的数值计算问题。首先利用数学工具分析设计出该问题的适合于分布式并行计算的方案,然后依照模型实现实验程序。实验测试表明根据该模型实现的分布式并行计算程序具有较高的加速比和并行效率,并有效地提高了分布式并行计算的稳定性、灵活性、可扩展性和移动性。     

一种基于移动Agent的分布式并行计算模型

针对传统的分布式并行计算方案所存在的缺点,提出了一种基于移动Agent技术的分布式并行计算模型.在简单介绍移动Agent技术后,给出了基于移动Agent的分布式并行计算模型,并详细叙述了该模型的具体工作过程和实现方案.模型没计完成后,用此模型来解决计算量很大的数值计算问题.首先利用数学工具分析设计出该问题的适合于分布式并行计算的方案,然后依照模型实现实验程序.实验测试表明根据该模型实现的分布式并行计算程序具有较高的加速比和并行效率,并有效地提高了分布式并行计算的稳定性、灵活性、可扩展性和移动性.     

格点量子色动力学Grid数值模拟软件的并行计算特征分析

格点量子色动力学(QCD)是从第一原理出发求解QCD的非微扰方法, 通过在超立方格子上模拟胶子场和费米子场相互作用, 其计算结果被认为是对强相互作用现象的可靠描述, 格点计算对QCD理论研究意义重大. 但是, 格点QCD计算具有非常大的计算自由度导致计算效率难以提升, 通常对格子体系采用区域分解的方法实现并行计算的可扩展性, 但如何提升数据并行计算效率仍然是核心问题. 本文以格点QCD典型软件Grid为例, 研究格点QCD计算中的数据并行计算模式, 围绕格点QCD中的复杂张量计算和提升大规模并行计算效率的问题, 开展格点QCD方法中数据并行计算特征的理论分析, 之后针对Grid软件的SIMD和OpenMP等具体数据并行计算方式进行性能测试分析, 最后阐述数据并行计算模式对格点QCD计算应用的重要意义.     

并行程序行为及性能的可视化工具——Fara Vision

近年来,随着并行计算机及并行计算日益走向成熟,对并行程序的调试、行为及性能的研究成为国际上并行计算领域的一个异常活跃的课题。在国家智能中心开发曙光—1000大规模并行计算机过程中,笔者为曙光—1000设计实现了一个并行程序行为及性能的可视化工具——ParaVision。ParaVision对用户了解并行计算机的行为及性能提供了有效的手段, 与传统串行程序比,并行程序因其独有的特点对程序的调试及性能分析增加了难度,提出了新的要求。     

基于GOS的远程实时可视化系统设计与实现*

提出了一个并行计算程序的远程实时可视化系统.通过实时可视化处理计算程序在计算过程中输出的数据文件,实现了对计算程序计算过程的可视化跟踪和实时分析;同时该系统采用GOS作为网格中间件,屏蔽了复杂的异构环境.     

远程调试的设计与实现

一般情况下,调试器与被调试程序（目标程序）运行在同一个计算机系统环境中,但是,在实时系统、内核调试及一些Ｃｌｉｅｎｔ／Ｓｅｒｖｅｒ系统等情况下,调试器不能运行在目标程序运行的环境中,此时有效的解决方法就是实施远程调试（Ｒｅｍｏｔｅ ｄｅｂｕｇｇｉｎｇ）。远程调试系统由本地调试器、远程调试服务器以及远程调试通讯协议组成。该文详细讨论这三部分的设计与实现,并介绍一个自行设计的基于远程调试的并行调试器。     

BUSTER：一个可移植的并行调试器

软件可移植性问题研究对提高工作站机群系统的通用性具有重要意义。并行调试器通常对于平台的依赖性强,可移植性较差。为此,本文提出了一种层次结构的设计方案,通过通用源代码信息表,较好地解决了并行调试系统的平台独立性问题,该方案已经实际应用于并行调试工具BUSTER系统,成功地实现了该系统在不同运行平台的移植。     

基于事件分析的并行调试与监测分析技术

该文在对并行调试技术进行深入分析的基础上,重点研究了基于事件分析的并行调试与监测分析技术,并对其设计与实现方法进行了详细探讨。     

A debugger for parallel processes

A system for analysing and debugging parallel Fortran codes is in use on the Sun workstation. The system is composed of a parallel processing simulator mtsim, a window- and mouse-based debugging tool mtdbx, and a set of real-time display routines. The simulator mtsim, which is called from Fortran by a set of routines having the same syntax as the CRAY X-MP multitasking library, causes several concurrently active user tasks to be executed. The debugger mtdbx is based on the Sun dbxtool debugging facility. It has an enhanced command interface with functional control of parallel processes in multiple windows. The display routines offer two real-time views of multitasking synchronization primitives as they are used during execution. These three components of the debugging system afford the opportunity to analyse the behaviour of parallel processes by dynamic interaction at run-time.     

一种并行调试与监测分析软件的体系结构设计

在对并行调试技术进行深入分析的基础上，对并行程序调试及性能分析工具软件的体系结构设计进行了详细的探讨，并指出了该软件体系结构设计的长处所在。     

Data race avoidance and replay scheme for developing and debugging parallel programs on distributed shared memory systems

Distributed shared memory (DSM) allows parallel programs to run on distributed computers by simulating a global virtual shared memory, but data racing bugs may easily occur when the threads of a multi-threaded process concurrently access the physically distributed memory. Earlier tools to help programmers locate data racing bugs in non-DSM parallel programs are not easily applied to DSM systems. This study presents the data race avoidance and replay scheme (DRARS) to assist debugging parallel programs on DSM or multi-core systems. DRARS is a novel tool which controls the consistency protocol of the target program, automatically preventing a large class of data racing bugs when the parallel program is subsequently run, obviating much of the need for manual debugging. For data racing bugs that cannot be avoided automatically, DRARS performs a deterministic replay-type function on DSM systems, faithfully reproducing the behavior of the parallel program during run time. Because one class of data racing bugs has already been eliminated, the remaining manual debugging task is greatly simplified. Unlike previous debugging methods, DRARS does not require that the parallel program be written in a specific style or programming language. Moreover, DRARS can be implemented in most consistency protocols. In this paper, DRARS is realized and verified in real experiments using the eager release consistency protocol on a DSM system with various applications.     

Programming methodology and performance issues for advanced computer architectures

This paper will describe some recent attempts to construct transportable numerical software for high-performance computers. Restructuring algorithms in terms of simple linear algebra modules is reviewed. This technique has proved very succesful in obtaining a high level of transportability without severe loss of performance on a wide variety of both vector and parallel computers. The use of modules to encapsulate parallelism and reduce the ratio of data movement to floating-point operations has been demonstrably effective for regular problems such as those found in dense linear algebra. In other situations it may be necessary to express explicitly parallel algorithms. We also present a programming methodology that is useful for constructing new parallel algorithms which require sophisticated synchronization at a large grain level. We describe the SCHEDULE package which provides an environment for developing and analyzing explicitly parallel programs in FORTRAN which are portable. This package now includes a preprocessor to achieve complete portability of user level code and also a graphics post processor for performance analysis and debugging. We discuss details of porting both the SCHEDULE package and user code. Examples from linear algebra, and partial differential equations are used to illustrate the utility of this approach.     

并行嵌入式系统可视化性能分析工具的设计与实现

随着并行计算在军用、工业技术等领域的广泛应用,更多的用户开始应用并行处理技术解决问题,针对嵌入式多核多处理器平台的并行程序开发也更加普及。并行调试技术是并行程序开发的一个重要环节,调试实时应用程序的过程十分复杂,但是,并行调试环境却相对比较薄弱。文章研究设计了一种基于并行嵌入式实时系统的性能分析工具,只需使用极少的资源便可对应用程序进行跟踪分析,具有较高的性能。