[发明专利]基于模糊规则推理的并行应用性能脆弱点分析方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及高性能计算机并行系统设计与性能调优技术，特别是涉及一种基于模糊规则推理的并行应用性能脆弱点分析方法及系统。

背景技术

在并行系统应用中，进程经常需要访问远程进程提供的数据，致使一个进程的进展依赖于另一个进程的进展，这就可能导致一些进程由于等待其它进程的数据而不得不处于等待状态，或者因无更多的任务可做而处于空闲状态。在点到点通信中，发送进程和接收进程的不同步，可能使接收进程提早进入接收状态，等待发送进程，或者阻塞发送进程提早进入发送状态等待接收进程。集合同步与此类似，它的完成需要每一个参与的进程都到达一个特定的点，于是有些进程可能提早进入，不得不等待其它的进程。因此，有相当一部分的通信和同步时间通常可以归因于等待状态。尤其是将通信密集型应用扩展到大量进程上时，这样的等待状态将严重影响性能。

目前对并行应用性能的分析大多采用统计方法，但是传统统计方法存在几个问题：(1)传统统计工作一般是由技术人员根据经验，通过分析并行应用运行日志等监控数据的方式进行，其效果很大程度上取决于个人经验以及分析人员的认真程度，因而分析结果不具有科学性、客观性，工作效率也比较低。(2)常规的并行系统应用性能分析工作由于过于依赖人工判别，因此不可避免的导致效率低下、误判率高、经验难以继承、可扩张性差等问题。

随着计算模式下的大规模并行系统的应用，需要分析的监控数据会成为海量数据，而这些海量数据之间可能存在复杂的关系，使用传统统计方法很难对其数据间的关系进行处理，而计算机人工智能及模糊数学的发展为大规模并行系统性能的智能分析提供了基础。

发明内容

本发明针对现有技术不足，提出一种基于模糊规则推理的并行应用性能脆弱点分析方法及系统，能够高效、准确的发现系统性能脆弱点，为后续性能调优工作提供辅助决策支持。

本发明所采用的技术方案：

一种基于模糊规则推理的并行应用性能脆弱点分析方法，首先将导致并行程序性能低效的各种情况进行抽象，获得并行程序性能特征模式，构建并行程序性能脆弱点特征模式推理规则库，然后

1)采用基于重放的并行痕迹分析方法进行痕迹文件特征提取，通过分布式存储和并行处理技术，在同应用程序实际执行同样多的CPU上重放原始通信，使得每个进程独立地分析本地痕迹数据，在遍历痕迹数据时，根据每个事件区域和相关系统资源的重要性，识别需要的特征，生成特征文件；

2)将模糊数学方法引入产生式规则定义和推理中，采用基于模糊方法的匹配机制，自动搜索事件痕迹的特征模式，实现特征模式的匹配和发现，发现和定位并行程序的性能脆弱点，最终为进一步的计算机并行系统性能调优工作提供辅助决策。

一种基于模糊规则推理的并行应用性能脆弱点分析系统，主要由推理机模块、知识库、特征提取模块、综合数据库和用户接口模块组成；其中

知识库存储用于结论的推理、问题的求解的专家经验的判断性知识，以及推理、求解过程中的各种控制知识；

推理机是系统的组织控制机构，控制、协调整个系统，根据输入数据，利用知识库中的知识规则按一定的策略进行推理，对知识库和综合数据库进行搜索和查询，准确有效地使用规则，得到相应结论，使问题得到求解，并通过用户接口模块向用户提交推理结果；

综合数据库是专家系统的数据交换中心，规则推理的前提与结果、推理产生的中问结果、痕迹文件中获取的性能特征数据等都存储在全局数据库中，与推理机进行交互；

特征提取模块，通过基于重放的并行痕迹分析方法，从分布存储的痕迹文件中提取特征值，形成知识库中所需要的事实，为规则的建立提供事实基础，同时，将需要分析的并行程序的分布式痕迹文件进行预处理，提取所需要特征，送入推理机，推理机根据这些特征和相应的规则，实现推理。

本发明的有益积极效果：