[发明专利]一种应用驱动的图划分调整方法和系统

权利要求书

1.一种应用驱动的图划分调整方法，其特征在于，包括：

对于应用A和图G＝(V,E)中的点v，将代价函数分为计算代价函数hA(X(v))和通信代价函数gA(X(v))，其中，X(v)为点v的测量变量；

在预定数据集上运行用户给定的图算法，获得该图算法的训练样本，所述训练样本包括各个点的计算时间和通信时间；

在训练样本上，使用多项式回归拟合该图算法的代价函数，并将代价函数发送到各个工作机；

各个工作机加载已有的图划分，若已有的图划分为点划分，则对应工作机使用并行E2H算法进行调整；若已有的图划分为边划分，则对应工作机使用并行V2H算法进行调整；

其中，所述并行E2H算法包括：

EMigrate的并行化：首先计算各图片段的计算代价预算；基于计算代价预算，将图片段分为两类：载荷高的图片段和载荷低的图片段；对于每个载荷高的图片段，选择一系列点作为候选点；不断从候选点中选择一个点及其全部临边，移动至载荷低的图片段中；

ESplit的并行化：当没有点及其临边可以被移动时，不断从候选点中选择一个点及其一条临边，将这条临边移动到载荷低的图片段中；

MAssign的并行化：重新分配各个点的主点，均衡通信负载；

所述并行V2H算法包括：

VMigrate的并行化：首先计算各图片段的计算代价预算；基于计算代价预算，将图片段分为两类：载荷高的图片段与载荷低的图片段；对于每个载荷高的图片段，选择一系列点作为候选点；不断从候选点中选择一个点及其全部临边，移动至载荷低的图片段中；

VMerge的并行化：不断选择载荷最小的图片段中的边切分的点转化为点切分的点；

MAssign的并行化：重新分配各个点的主点，均衡通信负载。

2.根据权利要求1所述的应用驱动的图划分调整方法 ，其特征在于，所述在训练样本上，使用多项式回归拟合该图算法的代价函数，并将代价函数发送到各个工作机，包括：

将计算代价函数建模为多项式函数其中Γ是的展开式中项的集合，ω_j是γ_j(v)的权重，自然数p是多项式的最高阶；

将训练样本表示为[X(v_k),t_k]，其中t_k为运行应用A时点v_k的计算时间；

通过随机梯度下降算法不断调整权重ω_j，使得X(v_k)和t_k尽量接近。

3.根据权利要求2所述的应用驱动的图划分调整方法，其特征在于，调整权重过程中，使用相对均方误差作为损失函数：

其中，为计算代价函数h_A(X(v))的训练样本，为训练样本数量，Ω＝{ω₁,…,ω_n}，为惩罚函数，用于防止训练结果过拟合。

4.根据权利要求1所述的应用驱动的图划分调整方法，其特征在于，所述对于每个载荷高的图片段，选择一系列点作为候选点，包括：

给定一个图片段F_i，首先任选一个点，对图片段F_i进行广度优先搜索；

将图片段F_i中的各点按搜索顺序排序，然后根据排序结果以贪心的方式将各点作为候选点，返回全部的候选点。

5.根据权利要求1所述的应用驱动的图划分调整方法，其特征在于，所述EMigrate的并行化与VMigrate的并行化包括：

在每轮迭代中，每个载荷高的图片段所在的工作机选取一部分的候选点及其全部临边，以轮询的方式发送至各个载荷低的图片段所在的工作机，每个载荷低的图片段所在的工作机顺序的处理收到的候选点及其全部临边，若接受候选点后，计算载荷小于计算代价预算，则接受该候选点及其全部，否则拒绝该候选点及其全部临边并将该候选点及其全部临边发送回原工作机；在下一轮迭代中，载荷高的图片段所在的工作机将被拒绝的候选点及其全部临边发送至其他载荷低的图片段所在的工作机，直到所有的候选点及其全部临边都被载荷低的图片段所在的工作机接受，或被全部载荷低的图片段所在的工作机拒绝。