性能建模（Performance Modeling）是高性能計(jì)算（High Performance Comput-ing,HPC）領(lǐng)域中的重要研究問題。具體而言,性能建模是指利用理論分析或者實(shí)驗(yàn)測評的方法,定量描述高性能計(jì)算程序的性能與程序輸入、系統(tǒng)配置、環(huán)境變量等各種因素之間關(guān)系。定量的性能模型可以對高性能計(jì)算程序在不同的條件下的執(zhí)行時(shí)間進(jìn)行預(yù)測,從而在高性能計(jì)算系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度、資源分配、性能調(diào)優(yōu)等環(huán)節(jié)中發(fā)揮重要的作用。隨著高性能計(jì)算系統(tǒng)和程序變得越來越復(fù)雜和多樣,傳統(tǒng)的解析方法和回放方法等方案由于需要大量的專業(yè)領(lǐng)域知識或者高昂的時(shí)間和空間開銷,在性能建模問題上具有一定的局限性。近年來,性能數(shù)據(jù)的收集與分析技術(shù)的快速發(fā)展,為性能建模的研究帶來新的思路。高性能計(jì)算系統(tǒng)在運(yùn)行中可以產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)信息。機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)可以利用這些數(shù)據(jù),自動(dòng)化地構(gòu)建性能模型,從而可以高效地預(yù)測高性能計(jì)算程序的執(zhí)行時(shí)間。本文圍繞數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的高性能計(jì)算程序執(zhí)行時(shí)間預(yù)測與優(yōu)化,開展了一系列的研究工作,具體內(nèi)容包括以下三個(gè)方面:（1）基于運(yùn)行時(shí)特征的HPC程序性能模型統(tǒng)計(jì)性能模型利用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)來擬合程序特征和性能之間的... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：106 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究內(nèi)容
    1.4 論文組織結(jié)構(gòu)
第2章 相關(guān)研究工作
    2.1 性能模型
        2.1.1 解析模型
        2.1.2 回放模型
        2.1.3 統(tǒng)計(jì)模型
        2.1.4 小結(jié)
    2.2 降低數(shù)據(jù)收集成本
        2.2.1 模型遷移
        2.2.2 主動(dòng)學(xué)習(xí)
        2.2.3 小結(jié)
    2.3 模型應(yīng)用
        2.3.1 任務(wù)回填
        2.3.2 參數(shù)調(diào)優(yōu)
        2.3.3 小結(jié)
    2.4 本章小結(jié)
第3章 基于運(yùn)行時(shí)特征的HPC程序性能模型
    3.1 研究動(dòng)機(jī)
    3.2 方法設(shè)計(jì)
        3.2.1 代碼插樁
        3.2.2 模型構(gòu)建
        3.2.3 特征篩選
        3.2.4 性能預(yù)測
    3.3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        3.3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)置
        3.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    3.4 本章小結(jié)
第4章 性能數(shù)據(jù)的低成本收集策略
    4.1 研究動(dòng)機(jī)
    4.2 模型遷移
    4.3 主動(dòng)學(xué)習(xí)
        4.3.1 方法框架
        4.3.2 數(shù)據(jù)選擇策略
    4.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        4.4.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)置
        4.4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    4.5 本章小結(jié)
第5章 基于性能模型的HPC程序參數(shù)優(yōu)化
    5.1 研究動(dòng)機(jī)
    5.2 參數(shù)調(diào)優(yōu)——以路網(wǎng)單源點(diǎn)最短路徑算法為例
        5.2.1 問題定義
        5.2.2 SPLZ算法框架
        5.2.3 可配置參數(shù)的性能模型
    5.3 迭代式參數(shù)優(yōu)化
        5.3.1 問題定義
        5.3.2 方法框架
        5.3.3 代理模型與評估函數(shù)
    5.4 基于排序的迭代式參數(shù)優(yōu)化
        5.4.1 問題轉(zhuǎn)化
        5.4.2 代理模型的生成
    5.5 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        5.5.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)置
        5.5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    5.6 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 研究內(nèi)容總結(jié)
    6.2 進(jìn)一步工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]系統(tǒng)噪音影響的量化分析[J]. 武林平,魏勇,徐小文,劉旭.  計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展. 2015(05)
[2]實(shí)用的并行程序性能分析方法[J]. 莫?jiǎng)t堯.  數(shù)值計(jì)算與計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2000(04)



本文編號：3165973