并發(fā)系統(tǒng)的并行計(jì)算及性能分析.pdf

1、隨著并發(fā)系統(tǒng)在諸多領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,如何對(duì)其性能分析以確保系統(tǒng)的質(zhì)量,這已成為開(kāi)發(fā)人員及使用者特別關(guān)注的問(wèn)題。在軟件工程的早期階段,對(duì)系統(tǒng)建立模型并做性能分析,可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤,減少后期修改及測(cè)試的費(fèi)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(duì)論、隨機(jī)Petri網(wǎng)(SPN)、隨機(jī)進(jìn)程代數(shù)(SPA)。這些方法都是基于馬爾可夫過(guò)程,因此會(huì)遇到狀態(tài)空間爆炸問(wèn)題。且排隊(duì)論無(wú)法合理描述并發(fā)系統(tǒng)的同步、資源共享等現(xiàn)象。

2、由于隨機(jī)Petri網(wǎng)(SPN)對(duì)并發(fā)系統(tǒng)具有很強(qiáng)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(shù),然而仍舊存在狀態(tài)空間爆炸問(wèn)題。
　　 為此,本文借助并行計(jì)算,通過(guò)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(duì)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(guò)求解方程組就

3、能定量地分析系統(tǒng)的性能。
　　 (2)并行計(jì)算。當(dāng)實(shí)際系統(tǒng)規(guī)模變大時(shí),狀態(tài)個(gè)數(shù)將很多,MATLAB顯然不夠用。針對(duì)本文這種具有特殊結(jié)構(gòu)的方程組,給出Petri網(wǎng)到超圖的轉(zhuǎn)換規(guī)則,根據(jù)超圖剖分的結(jié)果將方程組分塊,進(jìn)而借助軟件SUNDIALS并行求解,達(dá)到了負(fù)載平衡最優(yōu)化、通訊最小化,解決了并行計(jì)算的瓶頸問(wèn)題。
　　 (3)性能分析。結(jié)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(jī)Petri網(wǎng)性能分析的方法及復(fù)