УДК 315.00

Инструментальные средства отладки и оптимизации параллельных программ для систем с общей и распределенной памятью


Кафедра ЮНЕСКО по новым информационным технологиям

Кемеровский государственный университет

В настоящее время идет бурный рост производительности вычислительных систем за счет применения идей параллельной обработки данных. В рейтинге суперкомпьютерных вычислительных систем мира TOP500 подавляющее число кластерных систем. Программирование на таких системах значительно отличается от традиционного — последовательного программирования. Основными технологиями данного вида программирования являются интерфейс передачи сообщений(MPI) и директивы OpenMP. В цикл разработки параллельной программы входят отладка, профилирование и оптимизация. В связи с этим перед программистом встает ряд проблем связанных с отладкой параллельных программ, а также с оптимальным использованием доступных вычислительных ресурсов.

Данная работа посвящена анализу инструментальных средств, позволяющих упростить процесс разработки параллельной программы для систем с общей памятью с использованием директив OpenMP и распределенной памятью с использованием библиотеки MPI, а также для их комбинации. На основе анализа были выбраны для использования следующие средства: Trace Analyzer and Collector, VTune, Thread Profiler, ScaLASCA.

В качестве тестового примера выбран комплексный метод граничных элементов (КМГЭ) [1]. Основными затратными по времени блоками данного численного алгоритма являются построение СЛАУ и ее решение. В связи с этим было проведено распараллеливание этапов вычисления интегралов, решения СЛАУ, а также вычисления скоростей и построения результирующей функции.

Применение указанных средств на тестовом примере значительно ускорило процесс распараллеливания, позволило выявить “узкие” места в параллельной программе, тем самым это дало возможность несколько повысить эффективность параллельной реализации алгоритма.

Литература

, КМГЭ для решения плоских задач гидродинамики и его реализация на параллельных компьютерах: Учебное пособие. – Кемерово: КемГУ, 2001.

Научный руководитель – канд. физ.-мат. наук, доцент