[發明專利]計算機應用問題規模可擴展性的監測方法及裝置

無效

• 申請號: 201210061023.4
• 申請日: 2012-03-09
• 公開（公告）號: CN102663231A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 呂文靜
• 申請（專利權）人: 浪潮（北京）電子信息產業有限公司
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 栗若木;曲鵬

技術領域

本發明涉及計算機應用技術中問題規模可擴展性的描述方法，尤其涉及當應用計算在問題擴展及平臺擴展的過程中問題規模收斂的可擴展性的監測方法及裝置。

背景技術

隨著數學物理建模和并行計算方法的高度精細化，以及問題規模的不斷增大，需要一個大規模的計算平臺來實現建模及其并行計算。

數值計算需要解決的問題逐漸復雜化和高性能計算機硬件技術的迅速發展，如何在大規模并行系統上高效地運行計算流體力學(CFD，Computational?Fluid?Dynamics)、航空航天以及碰撞分析等專業領域的應用軟件，已成為當前計算機應用技術的一個重要問題。

對于計算流體力學等科學計算領域的問題，為了獲得更加精確的計算結果，通常會采用進一步細分網格的方法，這樣便直接增大了計算規模，并且要求應用程序必須具有良好的可擴展性。可擴展性是數值并行計算所重視的一個指標，而通常進行的可擴展性研究，都集中在并行算法和并行系統相結合的可擴展性上，它的前提是在問題規模和并行系統規模都各自增大的情況下，研究應用實際性能的增減。對于計算流體力學這個應用領域來講，一個問題從開始計算到所定義計算的收斂結束，這段時間的長短直接影響了問題研究的效率。在外部流動環境及網格質量一致的情況下，不同的應用軟件呈現出了不同的迭代次數和收斂時間，迭代次數與收斂時間的商即定義為收斂速率。只有當一個CFD問題在計算中能夠達到收斂，才能獲取有效的計算結果，否則計算沒有意義。因此收斂的速率越快，越能夠節省科研人員的研究時間，從而盡快得到有效的結果。

研究應用模型可擴展過程中收斂速率的變化，可以有針對地選擇合適平臺規模及應用軟件進行模擬計算。對在同一平臺應用的相同擴展規模下，針對不同軟件所表現的不同收斂速率變化，亦可以作為應用軟件性能評價的標準之一。

因此，收斂的可擴展性作為衡量不同CFD應用軟件計算快慢的量化指標，以已成為計算機應用領域中的一項重要性能指標。隨著計算規模及并行系統規模的增大，應用計算收斂速率也會呈現出不同的變化趨勢，故研究和監測可擴展過程中收斂速率的變化就顯得非常有意義。

而目前尚未有相應的方法能夠定量監測這種變化趨勢。因此需要提供一種計算機應用收斂的可擴展性的監測方法，能夠定量地獲取可擴展過程中收斂速率的變化這一重要性能指標。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種計算機應用問題規模的可擴展性的監測方法及裝置，能夠定量獲取可擴展過程中應用問題收斂的可擴展性。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種計算機應用問題規模可擴展性的監測方法，包括：

分別根據初步確定和重新確定的問題規模，當相應地監測到流場計算中流場量不隨時間變化時，分別根據相應記錄的運算迭代次數和迭代所花時間，依次計算問題規模擴展前和擴展后各自的迭代速率；

根據問題規模擴展前的迭代速率和問題規模擴展后的迭代速率，計算獲取收斂的可擴展性。

進一步地，監測到流場計算中流場量不隨時間變化，是指用計算機進行流場模擬時其變化小于預定的常數。

進一步地，分別根據初步確定和重新確定的問題規模，當相應地監測到流場計算中流場量不隨時間變化時，分別根據相應記錄的運算迭代次數和迭代所花時間，依次計算問題規模擴展前和擴展后各自的迭代速率，具體包括：

根據初步確定的問題規模，當監測到流場計算中流場量不隨時間變化時，通過計算當前記錄的運算迭代次數和迭代所花時間之商，獲取問題規模擴展前的迭代速率；

根據重新確定的問題規模，當監測到流場計算中流場量不隨時間變化時，通過計算當前記錄的運算迭代次數和迭代所花時間之商，獲取問題規模擴展后的迭代速率。

進一步地，根據問題規模擴展前的迭代速率和問題規模擴展后的迭代速率，計算獲取收斂的可擴展性，是指計算所述問題規模擴展前的迭代速率和問題規模擴展后的迭代速率之商，獲取收斂的可擴展性。

進一步地，該方法還包括：

若判斷收斂的可擴展性不符合要求，即指收斂的可擴展性小于預定的閾限值，則調整重新確定的問題規模，包括根據具體情況縮減問題規模、擴大并行計算系統的規模、更換其它應用軟件中的一種或多種調整方式，然后重新根據問題規模擴展后的迭代速率和問題規模擴展前的迭代速率計算獲取收斂的可擴展性，直至收斂的可擴展性符合要求為止。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種計算機應用問題規模可擴展性的監測裝置，包括依次連接的問題規模確定模塊、流場量監測模塊、迭代速率計算模塊以及可擴展性計算模塊，其中：