Luận văn: Đánh giá hiệu năng hệ thống song song phân cụm

Đánh giá hiệu năng của hệ thống là một trong những nhiệm vụ cần thiết để đưa ra những nhận xét, kết luận về tốc độ tính toán, tính hiệu quả của toàn bộ hệ thống. Đối với hệ thống tính toán song song phân cụm, việc đánh giá hiệu năng sẽ được tiến hành dưới hai mức độ. Đánh giá hiệu năng từng thành phần trong hệ thống: Gồm phần cứng và phần mềm. Đánh giá hiệu năng phần cứng được thực hiện dựa trên các số đo: Tốc độ tính toán của CPU, tốc độ truy cập vào...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận văn: Đánh giá hiệu năng hệ thống song song phân cụm Bé Gi¸o dôc vµ §µo t¹o Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa Hµ Néi LuËn v¨n th¹c sÜ khoa häcNgµnh: Xö lý th«ng tin vµ truyÒn th«ng ®¸nh gi¸ hiÖu n¨ng hÖ thèng song song ph©n côm Ph¹m Thanh Liªm Hµ Néi 2006 1 M Ụ C LỤ CMỞ ĐẦU…………………………………………………………………... 6CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG HỆ THỐNG 81.1 Định nghĩa về đánh giá hiệu năng……………………………………... 81.2 Mục đích của việc đánh giá hiệu năng…………………………………. 81.3 Phân loại các phần mềm đo hiệu năng……………………………......... 9 1.3.1 Phân loại dựa trên độ phức tạp của chương trình đo hiệu năng…… 10 1.3.2 Phân loại dựa trên mục đích của chương trình……………………. 111.4 Sự phát triển của các phần mềm đo hiệu năng……………………....... 15CHƯƠNG 2 KIẾN TRÚC HỆ THỐNG TÍNH TOÁN SONG SONG….… 182.1 Giới thiệu chung……………………………………………………...... 182.2 Phân loại các kiểu kiến trúc song song………………………………… 19 2.2.1 Kiến trúc máy tính Von Newmann……………………………....... 19 2.2.2 Phân loại kiến trúc máy tính của Flynn………………………..….. 202.3 Các mô hình lập trình song song……………………………………..... 25 2.3.1 Mô hình đa luồng………………………………………………...... 25 2.3.2 Mô hình truyền thông điệp…………………………………............ 25 2.3.3 Mô hình song song dữ liệu………………………………………... 262.4 Các vấn đề của một hệ thống tính toán song song phân cụm................. 26 2.4.1 Các khái niệm cơ bản.......................................................................... 26 2.4.2 Cấu trúc phần cứng hệ thống tính toán song song phân cụm………. 27 2.4.3 Các phần mềm sử dụng trong hệ thống song song phân cụm………. 282.5 Kiến trúc hệ thống tính toán song song BKCluster……………………. 32 2.5.1 Kiến trúc phần cứng của hệ thống BK Cluster……………………... 32 2.5.2 Kiến trúc phần mềm cài đặt trong hệ thống BK Cluster…………… 342.6 Quy trình đánh giá hiệu năng của hệ thống BK Cluser………….......... 36 2.6.1 Đo hiệu năng tính toán (năng lực của CPU)………………….......... 38 2 2.6.2 Đo hiệu năng truy cập bộ nhớ trong……………………………...... 41 2.6.3 Đo hiệu năng truyền thông………………………………………..... 422.6.4 Đo hiệu năng của thư viện MPICH…………………………………. 42CHƯƠNG 3 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO HIỆU NĂNG…………………. 443.1 Đo hiệu năng tính toán…………………………………………………. 443.2 Đo hiệu năng truy cập bộ nhớ trong………………………………….... 473.3 Đo hiệu năng truyền thông……………………………………………... 473.4 Đo hiệu năng của thư viện phần mềm…………………………………. 48CHƯƠNG 4 XÂY DỰNG CÁC CHƯƠNG TRÌNH THỰC HIỆN QUITRÌNH ĐO HIỆU NĂNG…………………………………………………. 504.1 Xây dựng chương trình thực hiện quy trình đo hiệu năng…………….. 504.2 Chương trình thực hiện các công việc đo hiệu năng………………….... 51 4.2.1 Chương trình thực hiện việc đo hiệu năng tính toán……………..... 51 4.2.2 Chương trình thực hiện đo hiệu năng truy cập bộ nhớ trong……… 53 4.2.3 Chương trình thực hiện đo hiệu năng truyền thông……………....... 54 4.2.4 Chương trình thực hiện đo hiệu năng thư viện MPICH……………. 55CHƯƠNG 5 KẾT QUẢ ĐO HIỆU NĂNG……………………………… 565.1 Kết quả đo hiệu năng tính toán………………………………………… 56 5.1.1 Kết quả đo hiệu năng tính toán của CPU đơn…………………….... 56 5.1.2 Kết quả đo hiệu năng tính toán của toàn bộ hệ thống……………… 575.2 Kết quả đo hiệu năng truy cập bộ nhớ trong…………………………... 645.3 Kết quả đo hiệu năng truyền thông……………………………………. 645.4 Kết quả đo hiệu năng của thư viện truyền thông điệp MPICH……….. 655.5 Đánh giá tổng hợp về hiệu năng của hệ thống BK Cluster……………. 68CHƯƠNG 6 KẾT LUẬN…………………………………………………. 71TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………. 73 3 CÁC THUẬT NGỮSynthetic Code Mã lệnh đơnKernel Hạt nhânSimulation Application Mô phỏng ứng dụngMega Instruction Per Second MIPS Triệu lệnh trên giâyMessage Passing Interface MPI Thư viện truyền thông điệpOpen Passing Interface Open MP. Thư viện lập trình đa luồngNASA Parallel Benchmark NPB ...