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大規模並行程序性能分析與優化關鍵技術研究(精)/清華大學優秀博士學位論文叢書

  • 作者：金煜陽|責編:樊婧
  • 出版社：清華大學
  • ISBN：9787302677260
  • 出版日期：2024/12/01
  • 裝幀：精裝
  • 頁數：155
人民幣：RMB 89 元      售價：元
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內容大鋼
    高性能電腦的性能持續增長，然而由於負載不均、資源競爭等性能問題，大量並行程序無法高效地利用底層硬體系統，導致了極大的資源浪費。圍繞上述挑戰，本書在大規模並行程序性能分析與優化方面開展了深入研究，主要的特色為結合編譯技術和圖分析技術進行性能分析與優化指導。書中介紹了性能分析與優化的相關背景和當前面臨的重要挑戰，並針對這些挑戰進行了四方面的研究工作：針對並行程序性能瓶頸定位難的挑戰，提出了基於圖分析技術的自動可擴展性瓶頸檢測方法，並實現了輕量級的瓶頸檢測系統；針對大規模並行程序性能分析系統開發複雜度高的挑戰，提出了面向性能分析的領域特定編程框架；針對性能優化策略選擇難的挑戰，提出了非同步策略感知的性能建模方法；基於上述性能分析與建模技術，設計並實現了面向領域的多層次自動性能優化系統。
    本書可為具有一定電腦系統結構或高性能計算知識的本科生、研究生及研究人員，特別是研究方向為並行計算、性能分析與優化等相關領域的研究者提供一定的參考與幫助。
作者介紹
金煜陽|責編:樊婧
目錄
第1章  引言
  1.1  本書背景及意義
    1.1.1  性能分析技術的現狀
    1.1.2  性能優化技術的現狀
  1.2  大規模並行程序性能分析與優化面臨的關鍵問題
  1.3  本書的主要研究內容與貢獻
    1.3.1  本書的主要貢獻
    1.3.2  本書的組織及各章內容簡介
第2章  相關工作
  2.1  性能分析相關研究
    2.1.1  程序分析
    2.1.2  性能分析技術
  2.2  性能預測相關研究
    2.2.1  性能建模
    2.2.2  性能模擬
  2.3  性能優化相關研究
    2.3.1  並行程序優化
    2.3.2  統一編程模型
    2.3.3  自動優化框架
第3章  基於圖的並行程序可擴展性瓶頸檢測
  3.1  整體框架
  3.2  圖的生成
    3.2.1  靜態分析
    3.2.2  動態分析
    3.2.3  程序性能圖的生成
  3.3  可擴展性瓶頸檢測
    3.3.1  性能問題頂點檢測
    3.3.2  反向追蹤根因分析
  3.4  實現與使用方法
  3.5  實驗結果
    3.5.1  實驗環境
    3.5.2  程序結構圖分析
    3.5.3  開銷分析
    3.5.4  應用案例
  3.6  小結
第4章  面向性能分析的領域特定編程框架
  4.1  整體框架
    4.1.1  PerFlow系統框架
    4.1.2  編程示例：通信分析任務
  4.2  程序性能抽象
    4.2.1  程序抽象圖的定義
    4.2.2  靜動態分析
    4.2.3  程序抽象圖的構建
    4.2.4  程序抽象圖的視圖
  4.3  性能分析過程抽象
    4.3.1  性能分析數據流圖
    4.3.2  性能分析數據流圖的元素
    4.3.3  性能分析子任務
    4.3.4  性能分析範例
    4.3.5  框架的使用方法

  4.4  實驗結果
    4.4.1  實驗配置
    4.4.2  開銷分析
    4.4.3  程序抽象圖信息
    4.4.4  應用案例
  4.5  小結
第5章  非同步策略感知的精確性能建模
  5.1  整體框架
  5.2  模塊內建模
    5.2.1  層次化建模技術
    5.2.2  解析—統計結合的建模技術
  5.3  模塊間模擬
    5.3.1  非同步策略表達
    5.3.2  硬體感知性能模擬
  5.4  HPL分析
    5.4.1  HPL介紹
    5.4.2  HPL各模塊的模塊內模型
  5.5  實驗與分析
    5.5.1  實驗配置
    5.5.2  端到端預測精度測試
    5.5.3  模塊預測精度測試
    5.5.4  假設分析
    5.5.5  預測效率測試
  5.6  小結
第6章  面向領域的多層次性能優化框架
  6.1  框架設計
  6.2  面向計算流體力學領域的中間表達和語言
    6.2.1  領域中間表達
    6.2.2  領域特定語言
  6.3  多層次中間表達遞降
    6.3.1  領域中間表達遞降
    6.3.2  通用中間表達遞降
  6.4  多層次感知優化
    6.4.1  領域級優化
    6.4.2  通用優化
    6.4.3  硬體級優化
  6.5  實驗
    6.5.1  實驗配置
    6.5.2  端到端性能
    6.5.3  性能模型的有效性測試
  6.6  小結
第7章  總結與展望
  7.1  本書工作總結
  7.2  後續研究方向
參考文獻
致謝

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