云编程环境下的程序运行性能自适应模拟方法研究

发布时间：2017-10-11 08:10

  本文关键词：云编程环境下的程序运行性能自适应模拟方法研究

  更多相关文章： 自适应策略 Colored Petri Net 异构资源 时限约束

【摘要】：随着硬件、网络及通信等技术的迅速发展,异构资源的使用已经不可避免,合理的使用异构资源已变得越来越重要并成为当今的研究热点。针对面向Julia语言的云编程环境中任务(程序)执行性能问题,提出了一种基于时间约束的程序运行性能自适应策略。首先,为了方便描述策略的执行,并能正确标识任务,根据面向的特定问题(例如本文案例车型识别案例)设计了一套Julia原语,通过使用Julia原语对任务进行了描述;进而提出了基于时间约束的程序性能自适应策略,策略对原语与后端资源节点能够自适应产生映射关系,即程序中全体原语与异构资源中的工具库自动择优进行匹配,能够使程序执行时间在用户提出的时限约束范围内用户花费越低。为了验证策略的合理性,针对车型识别案例,基于有色Petri网的验证方法并借助CPN TOOLS工具构建了Colored Petri Net模型,对比仿真过程产生的多个可选方案,验证了我们自适应策略的可行性与有效性。由于在异构资源上编写并行程序涉及到并行计算、分布式计算及云计算等相关知识,异构资源上的并行程序编写成为当今的研究难点,为此我们基于Julia动态语言的云编程模式,创建了基于Julia语言的云编程平台。在面向Julia动态语言的云编程环境中,采用特定的高性能实现方法,形成面向领域问题的工具库,根据各自的特点部署到相应的异构计算环境(实现模式)中。然后程序员可以在云编程平台窗口中编排Julia程序,编写/调试/运行应用程序,较好的解决了异构资源上的并行程序编写问题。运行阶段,基于对Julia程序原语标定的工具库属性,根据自适应策略动态结合正确的工具(即动态运行库),满足了用户对运行性能和结束时间的要求。
【关键词】：自适应策略 Colored Petri Net 异构资源 时限约束
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP311.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 研究背景9-11
• 1.2 国内外研究现状11-12
• 1.3 本文研究内容12-13
• 1.4 本文组织结构13-15
• 第2章 相关理论和技术15-29
• 2.1 云计算相关理论15-19
• 2.1.1 云计算的概念15-16
• 2.1.2 云计算平台案例16-18
• 2.1.3 异构计算18-19
• 2.2 云编程平台模块19-22
• 2.2.1 Julia并行语言19-20
• 2.2.2 消息服务器ActiveMQ20-21
• 2.2.3 并行计算方式21-22
• 2.3 CPN建模相关概念及技术22-27
• 2.3.1 经典Petri网的概念22-24
• 2.3.2 Petri网动态性质24-25
• 2.3.3 Colored Petri Net25-26
• 2.3.4 CPN Tools简介26-27
• 2.4 本章小结27-29
• 第3章 案例实现与原语标定29-37
• 3.1 案例实现29-32
• 3.1.1 案例说明29-31
• 3.1.2 案例实现说明31-32
• 3.2 原语标定32-36
• 3.2.1 原语到工具库的映射32-33
• 3.2.2 原语标定方案33-36
• 3.3 本章小结36-37
• 第4章 性能自适应策略研究37-45
• 4.1 自适应策略基本概念37-38
• 4.2 云编程平台时间消耗研究38-39
• 4.3 时间性能自适应策略研究39-44
• 4.3.1 假设条件39-40
• 4.3.2 性能自适应策略描述40-44
• 4.4 本章小结44-45
• 第5章 CPN建模与性能分析45-59
• 5.1 模型相关概念定义45-46
• 5.2 建立Petri仿真模型46-53
• 5.2.1 Petri网顶层模块46-48
• 5.2.2 原语映射选择模块48-50
• 5.2.3 映射结果判断模块50-51
• 5.2.4 调整方向判断模块51-53
• 5.3 自适应策略性能分析53-57
• 5.3.1 实现环境和参数53-54
• 5.3.2 测试结果分析54-57
• 5.4 本章小结57-59
• 第6章 基于Julia语言的云编程平台构建59-67
• 6.1 基于Julia语言的云编程平台59-64
• 6.1.1 编程环境的体系结构59-60
• 6.1.2 用户编程环境60-61
• 6.1.3 消息传递系统61-64
• 6.1.4 Julia运行环境64
• 6.2 领域工具库64-66
• 6.3 本章小结66-67
• 结论67-69
• 参考文献69-73
• 攻读硕士学位期间所发表的学术论文73-75
• 致谢75

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本文编号：1011426