基于事件的并行程序性能可视化系统研究与实现

摘要

随着并行技术的发展和广泛应用，并行程序性能可视化成为开发高效并行程序的一个重要方面。通过形象、直观和富有语义的图形来展示在监测并行程序执行过程中获取的性能数据，帮助用户理解和把握并行程序实际的动态执行过程，从而有效定位并行程序的性能瓶颈点，为并行程序的性能优化提供可视参考。 本文针对并行程序性能可视化领域，总结归纳并行程序性能监测及可视化方法；基于事件的方式设计并行程序的性能监测库，在并行程序的执行过程中自动的获取性能数据：根据并行程序的执行特点形象的抽象出状态、消息和进程图形，通过对性能数据的静态浏览和动画重演，展示出并行程序在执行过程中的各个性能状态。本文的主要研究工作包括以下三个方面： 1)根据事件的含义，对并行程序中重要的函数事件进行归类，建立并行程序的监测事件集，以更改系统连接库的方式来设计并行程序的性能监测库，从而能自动获取并行程序在执行过程中产生的性能数据。 2)根据并行程序执行特性，建立并行程序的图形化抽象，通过形象、直观且易于理解的图形来对性能数据进行静态浏览和动态重演，从而展示出并行程序在实际执行过程中的各个性能状态。 3)设计和开发一个集图形化编程、远程提交编译计算、性能数据自动监测采集和性能数据可视化于一体的图形化并行程序开发系统。

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论文说明：图表目录

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致谢

第一章绪论

1.1研究背景

1.2国内外研究现状

1.3问题提出

1.4研究内容及组织结构

1.4.1研究内容

1.4.2组织结构

第二章并行程序性能可视化系统框架

2.1并行程序性能可视化

2.1.1性能可视化概念

2.1.2性能可视化过程

2.1.3性能可视化研究发展历程

2.1.4性能可视化分类

2.1.5性能可视化若干关键问题

2.2性能可视化系统框架

2.2.1.图形化并行程序编辑

2.2.2.并行程序性能监测

2.2.3.远程提交编译计算

2.2.4.并行程序性能可视化

2.3本章小结

第三章并行程序性能数据监测

3.1集群计算技术简介

3.2并行程序事件模型

3.3性能监测模块框架

3.4性能监测模块实现

3.4.1.并行源码自动插桩

3.4.2.性能数据自动采集

3.4.3.性能数据的预处理

3.5性能数据自定义格式

3.6本章小结

第四章并行程序性能数据可视化

4.1 VTK简介

4.2程序性能数据提取

4.3并行程序静态浏览

4.3.1执行过程图形化抽象

4.3.2静态浏览类图结构

4.3.3静态浏览交互功能

4.4并行程序动态重演

4.4.1执行过程图形化抽象

4.4.2动态重演类图结构

4.4.3动态重演原理及过程

4.4.4动态重演交互功能

4.5本章小结

第五章系统应用实例

5.1图形化并行程序开发系统GPPDS

5.2系统实例应用

5.3本章小结

第六章论文总结及展望

6.1论文总结

6.2论文展望

硕士研究生在读期间完成的论文与参加的科研工作以及获奖情况

参考文献