十五 并行程序设计环境与工具.ppt
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1、十五 并行程序设计环境与工具国家高性能计算中心(合肥)并行程序设计环境与工具 15.1 15.1 软件工具与环境软件工具与环境 15.2 15.2 并行编译器并行编译器 15.3 15.3 并行程序调试并行程序调试 15.4 15.4 并行程序性能分析并行程序性能分析 15.5 15.5 图形化并行程序集成开发环境图形化并行程序集成开发环境 国家高性能计算中心(合肥)软件工程与环境 编码工具编码工具 编辑器编辑器 编译器编译器 连接器和加载器连接器和加载器 预处理程序预处理程序 交叉引用程序交叉引用程序 源级查错器源级查错器 查错辅助程序查错辅助程序 软件工程工具软件工程工具 系统构造程序系统
2、构造程序 版本管理程序版本管理程序 设计编辑器设计编辑器 代码产生器代码产生器 测试辅助程序测试辅助程序 集成工具集成工具 数据集成数据集成 公共前端公共前端 控制集成控制集成 将来的工具与环境将来的工具与环境 过程工具过程工具 群件工具群件工具 可视化工具可视化工具 程序分析工具程序分析工具国家高性能计算中心(合肥)并行程序设计环境与工具 15.1 15.1 软件工具与环境软件工具与环境 15.2 15.2 并行编译器并行编译器 15.3 15.3 并行程序调试并行程序调试 15.4 15.4 并行程序性能分析并行程序性能分析 15.5 15.5 图形化并行程序集成开发环境图形化并行程序集成
3、开发环境 国家高性能计算中心(合肥)并行编译器 编译及其并行化编译及其并行化 向量化(向量化(SIMDizingSIMDizing)并行化(并行化(MIMDizingMIMDizing)相关分析相关分析 流相关流相关 反相关反相关 输出相关输出相关 控制相关控制相关 代码优化代码优化 代码向量化方法代码向量化方法 代码并行化方法代码并行化方法 代码生成代码生成 中间形式的代码转换成可执行的具体的机器目标代码中间形式的代码转换成可执行的具体的机器目标代码国家高性能计算中心(合肥)并行程序设计环境与工具 15.1 15.1 软件工具与环境软件工具与环境 15.2 15.2 并行编译器并行编译器 1
4、5.3 15.3 并行程序调试并行程序调试 15.4 15.4 并行程序性能分析并行程序性能分析 15.5 15.5 图形化并行程序集成开发环境图形化并行程序集成开发环境 国家高性能计算中心(合肥)并行程序调试 并行程序调试的方法与步骤并行程序调试的方法与步骤 困难:不确定性、探针效应困难:不确定性、探针效应 方法:重放(方法:重放(ReplayReplay)断点调试()断点调试(Breakpoint DebuggingBreakpoint Debugging)步骤:步骤:先确保串行程序运行正确性先确保串行程序运行正确性;以单机执行并行程以单机执行并行程序确保并行程序的基本正确性序确保并行程序
5、的基本正确性;在在的基础上逐步增大处理的基础上逐步增大处理器数以充分证实并行程序的正确性;器数以充分证实并行程序的正确性;逐步增加并行程序中的逐步增加并行程序中的并行成分以进一步对并行程序进行性能调试;并行成分以进一步对并行程序进行性能调试;当出错时要依当出错时要依次检查数据定义,数据分布和同步机制正确性等。次检查数据定义,数据分布和同步机制正确性等。错误原因分错误原因分析析国家高性能计算中心(合肥)并行程序调试 并行程序的调试技术并行程序的调试技术 全局断点、渐增检查点、事件分析、静态分析全局断点、渐增检查点、事件分析、静态分析 断点调试包括控制流断点、自陷断点和谓词断点;他的主要断点调试包
6、括控制流断点、自陷断点和谓词断点;他的主要缺点是探针效应缺点是探针效应。事态分析法记录运行中事件轨迹信息而事事态分析法记录运行中事件轨迹信息而事后加以分析,轨迹信息主要用于阅览和重放后加以分析,轨迹信息主要用于阅览和重放。重放控制程序重放控制程序再现同步通信次序就可以重放程序运行结果。再现同步通信次序就可以重放程序运行结果。并行程序的性能调试并行程序的性能调试 测量、分析(静态、动态)、优化测量、分析(静态、动态)、优化国家高性能计算中心(合肥)并行程序设计环境与工具 15.1 15.1 软件工具与环境软件工具与环境 15.2 15.2 并行编译器并行编译器 15.3 15.3 并行程序调试并
7、行程序调试 15.4 15.4 并行程序性能分析并行程序性能分析 15.5 15.5 图形化并行程序集成开发环境图形化并行程序集成开发环境 国家高性能计算中心(合肥)并行程序性能分析 并行程序的性能预测并行程序的性能预测 并行程序性能的静态分析又叫性能预测并行程序性能的静态分析又叫性能预测 方法:分析预测(方法:分析预测(Analytical PredictionAnalytical Prediction)、模拟仿真)、模拟仿真 模拟仿真:并行系统建模模拟仿真:并行系统建模 、应用程序建模、应用程序建模 性能评估的参数选择性能评估的参数选择 并行程序的性能监控并行程序的性能监控 并行程序性能的
8、动态分析又叫性能监控并行程序性能的动态分析又叫性能监控 工具:联机的、脱机的工具:联机的、脱机的 时钟驱动监控、事件驱动监控时钟驱动监控、事件驱动监控 并行程序的性能可视化并行程序的性能可视化 性能可视化:数据生成、数据显示、数据分析与用户交互性能可视化:数据生成、数据显示、数据分析与用户交互 用户界面用户界面国家高性能计算中心(合肥)并行程序性能分析 静态分析:采用模拟或分析方法获取源程序中有关性能参数报告静态分析:采用模拟或分析方法获取源程序中有关性能参数报告给用户,是在源程序一级进行的,其优点是可以用较小的时间代给用户,是在源程序一级进行的,其优点是可以用较小的时间代价,针对重要的程序结
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