【摘要】：隨著并發(fā)系統(tǒng)在諸多領域的廣泛應用,如何對其性能分析以確保系統(tǒng)的質量,這已成為開發(fā)人員及使用者特別關注的問題。在軟件工程的早期階段,對系統(tǒng)建立模型并做性能分析,可以及時發(fā)現(xiàn)設計錯誤,減少后期修改及測試的費用。 人們提出了許多形式化建模和性能分析方法,主要有:排隊論、隨機Petri網(wǎng)(SPN)、隨機進程代數(shù)(SPA)。這些方法都是基于馬爾可夫過程,因此會遇到狀態(tài)空間爆炸問題。且排隊論無法合理描述并發(fā)系統(tǒng)的同步、資源共享等現(xiàn)象。由于隨機Petri網(wǎng)(SPN)對并發(fā)系統(tǒng)具有很強的描述、分析能力,備受人們的青睞。盡管人們提出了許多減小狀態(tài)空間的技術,然而仍舊存在狀態(tài)空間爆炸問題。為此,本文借助并行計算,通過并行求解常微分方程組,提出一種大規(guī)模并發(fā)系統(tǒng)建模及性能分析的方法。主要工作如下: (1)建模。本文引入Petri網(wǎng)描述并發(fā)系統(tǒng),將其連續(xù)化,用常微分方程組對系統(tǒng)建模。這樣不僅避免了狀態(tài)爆炸,而且直接利用MATLAB,通過求解方程組就能定量地分析系統(tǒng)的性能。 (2)并行計算。當實際系統(tǒng)規(guī)模變大時,狀態(tài)個數(shù)將很多,MATLAB顯然不夠用。針對本文這種具有特殊結構的方程組,給出Petri網(wǎng)到超圖的轉換規(guī)則,根據(jù)超圖剖分的結果將方程組分塊,進而借助軟件SUNDIALS并行求解,達到了負載平衡最優(yōu)化、通訊最小化,解決了并行計算的瓶頸問題。 (3)性能分析。結合方程組的解,給出系統(tǒng)性能分析方法及優(yōu)化性能的建議,并與隨機Petri網(wǎng)性能分析的方法及復雜度比較證明。 最后通過典型實例具體分析了并行算法的復雜度、系統(tǒng)的性能,進而說明本文方法的優(yōu)越性。
【圖文】：

(1) 異步消息傳遞機制用圖 2.1 所示的 Petri 網(wǎng)表示。圖中1 1 p → t →進程 A，3 2 4p → t → p→ 表示進程 B 。作為發(fā)送方，進程 A 從變遷 p ，同時該進程繼續(xù)執(zhí)行到狀態(tài)2p 。作為接收方，進程 B 在變遷2t p 后，變遷2t 變成使能的，因此兩個進程都能繼續(xù)向下運行。(2) (ⅰ) 同步消息傳遞機制用圖 2.2 所示的 Petri 網(wǎng)表示。圖中 1 1p → t 2→ p表示進程 A ，3 3 4p → t → p表示進程 B 。首先，進程 A 從變遷t( s )后等待進程B 的回應；當進程B 得到消息 p ( s )后，變遷3t 變成使B 回饋應答消息 p ( e )，同時該進程繼續(xù)執(zhí)行到狀態(tài)4p 。最后，當進息 p ( e )后，變遷2t 變成使能的，因此進程 A 從狀態(tài) p ( i )繼續(xù)執(zhí)行到狀

(1) 異步消息傳遞機制用圖 2.1 所示的 Petri 網(wǎng)表示。圖中1 1 p → t →進程 A，3 2 4p → t → p→ 表示進程 B 。作為發(fā)送方，進程 A 從變遷 p ，同時該進程繼續(xù)執(zhí)行到狀態(tài)2p 。作為接收方，進程 B 在變遷2t p 后，變遷2t 變成使能的，因此兩個進程都能繼續(xù)向下運行。(2) (ⅰ) 同步消息傳遞機制用圖 2.2 所示的 Petri 網(wǎng)表示。圖中 1 1p → t 2→ p表示進程 A ，3 3 4p → t → p表示進程 B 。首先，進程 A 從變遷t( s )后等待進程B 的回應；當進程B 得到消息 p ( s )后，，變遷3t 變成使B 回饋應答消息 p ( e )，同時該進程繼續(xù)執(zhí)行到狀態(tài)4p 。最后，當進息 p ( e )后，變遷2t 變成使能的，因此進程 A 從狀態(tài) p ( i )繼續(xù)執(zhí)行到狀
【學位授予單位】：浙江理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：TP338.6

【參考文獻】

相關期刊論文 前1條

1 遲學斌;趙毅;;高性能計算技術及其應用[J];中國科學院院刊;2007年04期

本文編號：2602106