OpenMP程序中基于活跃变量分析的检查点优化

OpenMP程序通过做检查点来实现容错,现有检查点方法未考虑活跃变量的语义,通过原始值拷贝来保存活跃变量,存在检查点保存量过大的问题。对此提出数组活跃变量检查点优化算法。该算法基于程序分析,处理隐式定值和隐式引用,运用活跃变量分析法得出数组元素中的活跃变量,在适当的情况下采用由下标和数组首地址构成的表达式来表达数组元素,省略其原始值在检查点中的保存,从而减少检查点的数据保存量,达到降低检查点开销的目的。实验表明,该算法可以减少检查点的数据保存量,降低数组元素的数据保存量,达到降低检查点开销的目的,并且消除隐式定值和隐式引用带来的一些不良影响。

基于MPI/OPENMP混合编程的三维粒子模拟并行优化

针对MPI、OPENMP并行程序各自存在的缺陷,将MPI与OPENMP结合起来,实现了MPI/OPENMP混合并行编程;通过实验对MPI、OPENMP并行程序及MPI/OPENMP混合并行编程进行了分析.实验结果表明:MPI/OPENMP混合并行编程可以大大减少通信量,其效率和加速比均优于纯MPI并行程序,克服了MPI并行程序中因粒子分布不均匀使负载不均衡而导致的程序性能下降的问题,使得可以利用集群中的更多结点来进行计算,缓解了MPI并行程序的通信延迟问题;同时,MPI/OPENMP混合并行编程克服了OPENMP并行程序依赖于单台计算机处理能力和存储空间的问题,大幅度提高了模拟规模.

滑动轴承混合润滑多线程并行计算数值方法

针对混合润滑数值分析将动压效应、弹性变形和界面接触特性耦合而非常耗时的问题,基于共享内存并行系统的多线程程序设计语言OpenMP,提出一种多线程混合润滑并行计算数值方法——红黑线交叉并行计算法.该并行计算模型是将雷诺方程求解域分成两个相互独立的子求解域,依次对两个子求解域进行并行数值求解,可以有效克服CPU线程间数据争用问题,加快求解速度.着重研究了并行计算核数、网格数量和工作站配置对并行计算性能的影响,分析结果表明:并行计算模型能够有效提高滑动轴承混合润滑计算速度,并行计算速度的提升幅度与并行计算核数成非线性关系,随着CPU核数的增加计算速度的增加幅度逐渐减小;此外,与内存和缓存相比,CPU的主频对并行计算速度有非常大的影响.