[發(fā)明專利]并行模擬中支持蹤跡文件并行輸入輸出的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910043233.9
• 申請日: 2009-04-28
• 公開（公告）號: CN101526915A
• 公開（公告）日: 2009-09-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 車永剛;徐傳福;王勇獻(xiàn);王正華;彭宇行
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類號: G06F11/34
• 分類號: G06F11/34;G06F9/455;G06F9/46
• 代理公司: 國防科技大學(xué)專利服務(wù)中心
• 代理人: 郭 敏

1.一種并行模擬中支持蹤跡文件并行輸入輸出的方法，其特征在于包括以下步驟：

第一步，構(gòu)建運(yùn)行并行模擬器的宿主機(jī)，宿主機(jī)由多個節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，每個節(jié)點(diǎn)都是一臺可獨(dú)立運(yùn)行的計算機(jī)，都具有主存和本地磁盤存儲，各個節(jié)點(diǎn)間通過網(wǎng)絡(luò)互連；指定一個節(jié)點(diǎn)為主控節(jié)點(diǎn)，它負(fù)責(zé)與用戶交互，通過它進(jìn)行模擬預(yù)測過程的配置與控制；其它節(jié)點(diǎn)稱為模擬節(jié)點(diǎn)，它們根據(jù)需要參與并行模擬；主控節(jié)點(diǎn)和模擬節(jié)點(diǎn)均安裝有操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議軟件和遠(yuǎn)程命令執(zhí)行軟件，各個節(jié)點(diǎn)采用主機(jī)名來標(biāo)識；基于Trace的并行模擬器的模擬過程分為兩個模擬階段，第一個模擬階段的模擬器稱為模擬器A，第二個模擬階段的模擬器稱為模擬器B，在模擬節(jié)點(diǎn)上安裝有模擬器A和模擬器B、Benchmark程序；主控節(jié)點(diǎn)上裝有主配置程序、Trace分布軟件、調(diào)度軟件A和調(diào)度軟件B，調(diào)度軟件A調(diào)度模擬器A的執(zhí)行，調(diào)度軟件B調(diào)度模擬器B的執(zhí)行；

第二步，在主控節(jié)點(diǎn)上執(zhí)行主配置程序，進(jìn)行全局配置，過程如下：

2.1設(shè)置參與第一個模擬階段模擬的節(jié)點(diǎn)及其上模擬進(jìn)程的數(shù)目，每一行存儲一個節(jié)點(diǎn)的信息，生成源節(jié)點(diǎn)列表文件，具體流程是：

2.1.1建一個空的源節(jié)點(diǎn)列表文件；

2.1.2初始化計數(shù)器i為1；

2.1.3在源節(jié)點(diǎn)列表文件中新起一行，寫入第i個節(jié)點(diǎn)的主機(jī)名HE_i；

2.1.4在當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的主機(jī)名HE_i后寫入該節(jié)點(diǎn)的模擬進(jìn)程數(shù)目PE_i；

2.1.5計數(shù)器i的值增加1，若i≤NE，轉(zhuǎn)2.1.3；否則，關(guān)閉源節(jié)點(diǎn)列表文件，完成源節(jié)點(diǎn)列表文件的創(chuàng)建，NE為參與第一個模擬階段并行模擬的節(jié)點(diǎn)數(shù)，各節(jié)點(diǎn)編號為1～NE；

2.2設(shè)置參與第二個模擬階段模擬的節(jié)點(diǎn)及其上模擬進(jìn)程的數(shù)目，生成目的節(jié)點(diǎn)列表文件，具體流程是：

2.2.1建一個空的目的節(jié)點(diǎn)列表文件；

2.2.2初始化計數(shù)器j為1；

2.2.3在目的節(jié)點(diǎn)列表文件中新起一行，寫入第j個節(jié)點(diǎn)的主機(jī)名HS_j；

2.2.4在當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的主機(jī)名HS_j后寫入該節(jié)點(diǎn)上的模擬進(jìn)程數(shù)目PS_j；

2.2.5計數(shù)器j的值增加1，若j≤NS，轉(zhuǎn)2.2.3；否則，關(guān)閉目的節(jié)點(diǎn)列表文件，完成目的節(jié)點(diǎn)列表文件的創(chuàng)建，NS為參與第二個模擬階段并行模擬的節(jié)點(diǎn)個數(shù)，各節(jié)點(diǎn)編號為1～NS：

2.3創(chuàng)建全局配置文件，流程是：

2.3.1創(chuàng)建一個空的全局配置文件；

2.3.2在全局配置文件中記錄源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)列表文件的存放目錄及名字；

2.3.3設(shè)置第一個模擬階段模擬進(jìn)程到節(jié)點(diǎn)的映射方法為塊分布映射方法，記為BLOCK_MAP，在全局配置文件中記錄映射方法的名稱，用變量MAP_E標(biāo)識；

2.3.4設(shè)置第二個模擬階段的模擬進(jìn)程到節(jié)點(diǎn)的映射方法，映射方法與第一個模擬階段相同，在全局配置文件中記錄映射方法的名稱，用變量MAP_S標(biāo)識；

2.3.5設(shè)置Trace文件名的前導(dǎo)標(biāo)識符，記錄在全局配置文件中；

2.3.6關(guān)閉全局配置文件，完成全局配置；

第三步，由主控節(jié)點(diǎn)上的調(diào)度軟件A調(diào)度模擬節(jié)點(diǎn)上的模擬器A執(zhí)行模擬工作，進(jìn)行第一個模擬階段的并行模擬：

調(diào)度軟件A的流程如下：

3.1從全局配置文件獲得源節(jié)點(diǎn)列表文件的存放目錄及名字，以及第一個模擬階段模擬進(jìn)程到節(jié)點(diǎn)的映射方法MAP_E和Trace文件名的前導(dǎo)標(biāo)識符；

3.2解析源節(jié)點(diǎn)列表文件，獲得參與第一個模擬階段模擬的節(jié)點(diǎn)名及其上的模擬進(jìn)程數(shù)；

3.3啟動每個模擬節(jié)點(diǎn)上的模擬進(jìn)程，即逐個啟動每個參與第一個模擬階段模擬的模擬節(jié)點(diǎn)上的PE_k個模擬進(jìn)程，PE_k為編號為k的模擬節(jié)點(diǎn)上的模擬進(jìn)程數(shù)1≤k≤NE；

3.4給每個模擬進(jìn)程分配不同的邏輯進(jìn)程號，邏輯進(jìn)程號從1到第k個模擬節(jié)點(diǎn)上的PE_k個模擬進(jìn)程的編號分別是...，

模擬節(jié)點(diǎn)端模擬器A的執(zhí)行過程如下：

3.5模擬器A的各個模擬進(jìn)程并行地參與模擬運(yùn)行Benchmark程序，進(jìn)行功能仿真和初步的性能模擬；

3.6每個模擬進(jìn)程生成一個與本進(jìn)程的邏輯進(jìn)程號相同編號的Trace文件，記錄本模擬階段已模擬得到的性能數(shù)據(jù)以及下一模擬階段所需要的性能事件，每個模擬進(jìn)程產(chǎn)生的Trace文件都存儲在本地磁盤中，即第k個模擬節(jié)點(diǎn)上模擬進(jìn)程產(chǎn)生的Trace文件記錄在節(jié)點(diǎn)名為HE_k的節(jié)點(diǎn)上，Trace文件的命名采用“前導(dǎo)標(biāo)識符”+“編號”的方式；

第四步，主控節(jié)點(diǎn)上的Trace分布軟件為每個目的節(jié)點(diǎn)生成一個Trace移動腳本，將其發(fā)給目的節(jié)點(diǎn)，目的節(jié)點(diǎn)執(zhí)行Trace移動腳本，從相應(yīng)的源節(jié)點(diǎn)上將Trace文件移動到本節(jié)點(diǎn)。

4.1在主控節(jié)點(diǎn)端執(zhí)行Trace分布軟件，流程如下：

4.1.1初始化目的節(jié)點(diǎn)號q為1，置第二個模擬階段的模擬進(jìn)程數(shù)Trace文件數(shù)如果NNP整除NNT，則置變量TN＝DIV(NNT，NNP)，變量RN＝0；否則，置變量TN＝DIV(NNT，NNP)+1，變量RN＝MOD(NNT，NNP)；

4.1.2創(chuàng)建一個新的Trace移動腳本；

4.1.3初始化計數(shù)器m1的值為1；

4.1.4置目的節(jié)點(diǎn)上的邏輯進(jìn)程號m=m1+Σ1≤q1≤(q-1)PSq1;]]>

4.1.5初始化計數(shù)器t的值為1，如果RN等于0，或者RN不等于0且m不大于RN，置IMAX＝TN；否則，置IMAX＝TN-1；

4.1.6如果RN等于0，或者RN不等于0且m不大于RN，置Trace文件編號NT＝TN×(m-1)+t；否則，置Trace文件編號NF＝TN×RN+(m-RN-1)(TN-1)+t，初始化計數(shù)器r的值為0，置PT的值為0；

4.1.7計算：r＝r+1；PT＝PT+PE_r；

4.1.8如果NT＞PT，轉(zhuǎn)4.1.7；否則，轉(zhuǎn)4.1.9；

4.1.9在該新的Trace移動腳本中加入一條命令，功能是使用遠(yuǎn)程復(fù)制命令將源節(jié)點(diǎn)HE_r上編號為NT的Trace文件移動到目的節(jié)點(diǎn)HS_q上；

4.1.10如果t＜IMAX，置t＝t+1，轉(zhuǎn)4.1.6；

4.1.11若m1＜PS_q，置m1＝m1+1，轉(zhuǎn)4.1.4；

4.1.12關(guān)閉該新的Trace移動腳本，使用遠(yuǎn)程復(fù)制命令將該新的Trace移動腳本移動到目的節(jié)點(diǎn)HS_q上，并在節(jié)點(diǎn)HS_q上啟動該新的Trace移動腳本；

4.1.13若q＜NS，置q＝q+1，轉(zhuǎn)4.1.2；否則，結(jié)束；

4.2目的節(jié)點(diǎn)端從源節(jié)點(diǎn)上將Trace文件移動到本節(jié)點(diǎn)，方法是：每個目的節(jié)點(diǎn)接收主控節(jié)點(diǎn)發(fā)來的Trace移動腳本，執(zhí)行該Trace移動腳本，將第二個模擬階段本節(jié)點(diǎn)上的模擬進(jìn)程要讀取的Trace文件逐個地從源節(jié)點(diǎn)移動到本節(jié)點(diǎn)上；

第五步，主控節(jié)點(diǎn)上的調(diào)度軟件B調(diào)度模擬節(jié)點(diǎn)上的模擬器B執(zhí)行模擬工作，

調(diào)度軟件B的流程如下：

5.1從全局配置文件中獲得目的節(jié)點(diǎn)列表的存放目錄及名字，以及第二個模擬階段模擬進(jìn)程到節(jié)點(diǎn)的映射方法MAP_S；

5.2解析目的節(jié)點(diǎn)列表文件，獲得參與第二個模擬階段模擬的各個節(jié)點(diǎn)名及其上的模擬進(jìn)程數(shù)；

5.3啟動每個模擬節(jié)點(diǎn)上的模擬進(jìn)程，即逐個啟動每個參與第二個模擬階段模擬的模擬節(jié)點(diǎn)上的PS_q個模擬進(jìn)程，PS_q為編號為q的模擬節(jié)點(diǎn)上的模擬進(jìn)程數(shù)，1≤q≤NS；

5.4給每個模擬進(jìn)程分配不同的邏輯進(jìn)程號，邏輯進(jìn)程號從1到第q個節(jié)點(diǎn)上的PS_q個模擬進(jìn)程的邏輯進(jìn)程號分別是...，

模擬節(jié)點(diǎn)端模擬器B的執(zhí)行過程如下：

5.5模擬器B的各個模擬進(jìn)程并行地從本地磁盤上讀取Trace文件：若RN等于0，則其讀取的Trace文件編號是TN*(u-1)+1，TN*(u-1)+2，...，TN*u，u為模擬進(jìn)程的邏輯進(jìn)程號，若RN不等于0，則其讀取的Trace文件編號是TN*(u-1)+1，TN*(u-1)+2，...，TN*u，u≤RN，或者TN*RN+(u-RN-1)*(TN-1)+1，TN*RN+(u-RN-1)*(TN-1)+2，...，TN*RN+(u-RN)*(TN-1)，

5.6各個模擬進(jìn)程基于Trace文件中記錄的信息并行地進(jìn)行模擬，綜合第一個模擬階段的性能數(shù)據(jù)，得到最終的模擬預(yù)測性能數(shù)據(jù)。