面向电力计算的运行时核上调度系统

摘要

随着电网规模的不断扩大，电力系统变得越来越复杂，对电网运行状态的准确测算是保障电网安全运行的重要技术手段。但庞大而复杂的计算过程对电力计算的速度和效率提出了前所未有的挑战，电力计算的并行化已经成为紧迫的现实需求。虽然常规的并行方法可以实现简单的并行处理，一定程度上提高了电力计算的性能，但是对于不规则的应用程序，常规并行方法很容易出现负载不均衡、并行开销大、并行性能低的问题，这使得并行处理的优势得不到充分发挥。
　　面向电力计算的运行时核上调度系统运用多核控制系统实现了高效率的并行处理并应用到电力系统中的仿真计算中，提高电力计算的响应速度和效率；针对低频振荡分析算法 Prony算法研究了不规则程序的并行化方法；针对程序的特征，采用自适应粒度控制系统（ATGCS）实现 Prony算法的并行化，一方面通过自适应任务粒度控制策略降低常规并行方法中手动控制任务粒度所带来的并行开销；另一方面通过任务窃取策略和分组调度策略降低大量任务创建和执行的开销，提出了Prony算法的整体并行化策略。
　　面向电力计算的运行时核上调度系统基于OpenMP实现了Prony算法的初步并行化，然后基于ATGCS改进了Prony的并行化方法。实验结果表明，基于ATGCS的Prony并行程序可以达到更好的加速效果，与基于OpenMP的Prony并行化方法相比，平均性能提升20％左右。

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1 绪 论

1.1 课题研究背景

1.2 问题提出

1.3 国内外研究现状

1.4 论文研究内容

1.5 文章框架结构

2 相关技术基础

2.1 Prony算法

2.2 OpenMP的技术特点

2.3 ATGCS

2.4 本章小结

3 Prony算法的并行化研究

3.1引言

3.2总体设计

3.3 Prony算法并行化过程

3.4本章小结

4系统设计与实现

4.1 系统概述

4.2系统需求和设计目标

4.3系统设计

4.4系统实现

4.5本章小结

5 测试与分析

5.1测试环境

5.2测试数据

5.3功能测试

5.4性能测试

5.5本章小结

6 总结与展望

致谢

参考文献

附录1 攻读学位期间参加的主要科研项目

附录2 攻读学位期间申请的软件著作权