性能建模（Performance Modeling）是高性能計算（High Performance Comput-ing,HPC）領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驗測評的方法,定量描述高性能計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系。定量的性能模型可以對高性能計算程序在不同的條件下的執(zhí)行時間進行預測,從而在高性能計算系統(tǒng)的任務調度、資源分配、性能調優(yōu)等環(huán)節(jié)中發(fā)揮重要的作用。隨著高性能計算系統(tǒng)和程序變得越來越復雜和多樣,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)領域知識或者高昂的時間和空間開銷,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)的收集與分析技術的快速發(fā)展,為性能建模的研究帶來新的思路。高性能計算系統(tǒng)在運行中可以產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)信息。機器學習技術可以利用這些數(shù)據(jù),自動化地構建性能模型,從而可以高效地預測高性能計算程序的執(zhí)行時間。本文圍繞數(shù)據(jù)驅動的高性能計算程序執(zhí)行時間預測與優(yōu)化,開展了一系列的研究工作,具體內容包括以下三個方面:（1）基于運行時特征的HPC程序性能模型統(tǒng)計性能模型利用機器學習技術來擬合程序特征和性能之間的... 

【文章來源】：中國科學技術大學安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：106 頁

【學位級別】：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 國內外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究內容
    1.4 論文組織結構
第2章 相關研究工作
    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)計模型
        2.1.4 小結
    2.2 降低數(shù)據(jù)收集成本
        2.2.1 模型遷移
        2.2.2 主動學習
        2.2.3 小結
    2.3 模型應用
        2.3.1 任務回填
        2.3.2 參數(shù)調優(yōu)
        2.3.3 小結
    2.4 本章小結
第3章 基于運行時特征的HPC程序性能模型
    3.1 研究動機
    3.2 方法設計
        3.2.1 代碼插樁
        3.2.2 模型構建
        3.2.3 特征篩選
        3.2.4 性能預測
    3.3 實驗驗證
        3.3.1 實驗設置
        3.3.2 實驗結果
    3.4 本章小結
第4章 性能數(shù)據(jù)的低成本收集策略
    4.1 研究動機
    4.2 模型遷移
    4.3 主動學習
        4.3.1 方法框架
        4.3.2 數(shù)據(jù)選擇策略
    4.4 實驗驗證
        4.4.1 實驗設置
        4.4.2 實驗結果
    4.5 本章小結
第5章 基于性能模型的HPC程序參數(shù)優(yōu)化
    5.1 研究動機
    5.2 參數(shù)調優(yōu)——以路網(wǎng)單源點最短路徑算法為例
        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 問題轉化
        5.4.2 代理模型的生成
    5.5 實驗驗證
        5.5.1 實驗設置
        5.5.2 實驗結果
    5.6 本章小結
第6章 總結與展望
    6.1 研究內容總結
    6.2 進一步工作展望
參考文獻
致謝
在讀期間發(fā)表的學術論文與取得的研究成果


【參考文獻】：
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.  計算機研究與發(fā)展. 2015(05)
[2]實用的并行程序性能分析方法[J]. 莫則堯.  數(shù)值計算與計算機應用. 2000(04)



本文編號：3165973