Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật phần mềm: Phân tích ảnh hưởng của trễ truyền thông đến hiệu năng của hệ thống tính toán song song

Luận án này sẽ đi vào nghiên cứu phân tích hiệu năng của các hệ thống tính toán song song, trong đó tập trung nghiên cứu sâu ảnh hưởng của trễ truyền thông đến hiệu năng của hệ thống.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật phần mềm: Phân tích ảnh hưởng của trễ truyền thông đến hiệu năng của hệ thống tính toán song song BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN MINH QUÝPHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA TRỄ TRUYỀN THÔNG ĐẾN HIỆU NĂNG CỦA HỆ THỐNG TÍNH TOÁN SONG SONG CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT PHẦN MỀM MÃ SỐ: 62480103 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT PHẦN MỀM Hà Nội – 2015 Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Người hướng dẫn khoa học: - PGS.TS Huỳnh Quyết Thắng - TS Hồ Khánh Lâm Phản biện 1: GS.TS Vũ Đức Thi Phản biện 2: PGS.TS Hà Hải Nam Phản biện 3: PGS.TS Ngô Quốc TạoLuận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án tiến sĩ cấp trường họp tại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Vào hồi …….. giờ, ngày ….. tháng ….. năm ………Có thể tìm hiểu luận án tại: 1. Thư viện Tạ Quang Bửu - Trường ĐHBK Hà Nội 2. Thư viện Quốc gia Việt Nam MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Khi nghiên cứu về các hệ thống tính toán song song thì mộtvấn đề rất quan trọng thường hay đề cập đến, đó chính là Hiệunăng. Trên thực tế, khi thêm các nút tính toán vào hệ thống thìmong muốn của chúng ta là hiệu năng hay tốc độ sẽ tăng lên tươngứng. Tuy nhiên, một điều rất rõ ràng là tốc độ tăng lên này sẽ cóxu hướng giảm dần. Có rất nhiều nguyên nhân ảnh hưởng đến hiệunăng của toàn bộ hệ thống, có thể kể ra như: cấu hình mạng liênkết, các trễ truyền thông, kiến trúc bộ nhớ chia sẻ, kiến trúc cache,kiến trúc chip đa lõi, thuật toán của người dùng, công cụ phầnmềm hỗ trợ lập trình song song v.v... Như vậy, việc xác định và phân tích rõ ảnh hưởng của các yếutố kể đến hiệu năng của hệ thống là một bài toán vô cùng quantrọng và cần thiết bởi khi đã xác định rõ được sự ảnh hưởng củacác thông số này, người ta hoàn toàn có thể điều chỉnh chúng đểcó được hiệu năng tốt nhất cho hệ thống. Luận án này sẽ đi vào nghiên cứu phân tích hiệu năng của cáchệ thống tính toán song song, trong đó tập trung nghiên cứu sâuảnh hưởng của trễ truyền thông đến hiệu năng của hệ thống. 2. Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu nghiên cứu của luận án là phân tích ảnh hưởng củatrễ truyền thông (Communication Overhead) tới hiệu năng của hệthống tính toán song song và đề xuất công thức tính toán trễ truyềnthông ứng với một số cấu trúc mạng liên kết phổ biến. Ngoài ra,luận án tiến hành thiết kế và thử nghiệm phần mềm thám mã mậtkhẩu trong MS Office Word chạy trên nền hệ thống tính toán songsong để cho thấy rõ sự ảnh hưởng của trễ truyền thông đến hiệunăng của hệ thống. Phương pháp lý thuyết được sử dụng để phântích trễ truyền thông trong luận án là mạng hàng đợi và mạngPetri. 1 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu của luận án là Trễ truyền thông trongcác hệ thống tính toán song song. 3.2 Phạm vi nghiên cứu Do việc phân tích hiệu năng trong các hệ thống tính toán songsong có phạm vi rất rộng và phức tạp. Vì vậy, phạm vi nghiên cứucủa luận án là phân tích ảnh hưởng của trễ truyền thông đến hiệunăng của các hệ thống tính toán song song. Các hệ thống tính toánsong song này chỉ gồm kiến trúc chip đa lõi và kiến trúc nối cụm. Luận án cũng giả thiết các nút tham gia tính toán trong các hệthống cụm cũng như các lõi trong cùng một vi xử lý có cấu hình vànăng lực tính toán giống nhau, cùng hoàn thành công việc vớikhoảng thời gian như nhau. Ngoài ra, luận án cũng chỉ tập trung nghiên cứu đối với các hệthống tính toán song song mà ở đó sự trao đổi thông tin là không nhỏgiữa các phần tử tính toán. Còn đối với các hệ thống tính toán màcác phần tử ít trao đổi thông tin với nhau và ít phải chờ đợi, lệ thuộcnhau về dữ liệu và tài nguyên thì có thể bỏ qua trễ này. 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 4.1 Ý nghĩa khoa học Về mặt khoa học, công thức đề xuất để tính trễ truyền thôngtrong luận án có thể làm cơ sở để nghiên cứu tính trễ cho rất nhiềucác loại liên kết mạng khác nhau. Ngoài ra, phương pháp sử dụngmạng Petri để phân tích hiệu năng là một cách tiếp cận mới ngoàiphương pháp truyền thống là sử dụng mô hình mạng hàng đợi. 4.2 Ý nghĩa thực tiễn Kết quả nghiên cứu trong luận án có thể được sử dụng vàoviệc lựa chọn loại liên kết mạng phù hợp nhất cho mỗi loại ứngdụng với kích thước các gói tin khác nhau để giảm thiểu nhất trễ 2truyền thông, từ đó có được hiệu năng cao nhất cho toàn bộ hệthống. Dựa vào công thức tính toán trễ được đề xuất, các hệ thốngphần mềm tính toán có thể tìm các giải pháp về thuật toán trongchương trình để giảm thiểu các truyền thông không cần thiết, tránhđược các trễ khi thực hiện giao tiếp giữa các nút tính toán. Phần xây dựng chương trình và thuật ...