[发明专利]一种基于OMP的calmet程序的优化方法及系统

说明书

本发明属于程序优化技术领域，公开了一种基于OMP的calmet程序的优化方法及系统，将f77代码转化为f90代码，并去除goto语句，替换摒弃的f77语句为f90语句；运用分析工具分析程序的热点程序，并记录程序热点函数；调整程序的编译选项，并使用英特尔编译器提供的优化选项‑自动向量化对程序进行优化；使用OMP技术对程序的热点模块‑avetmp平均温度计算模块、avemix空间混合高度计算模块进行并行优化。本发明在calmet计算模块程序优化的应用中，极大的提升了程序的计算效率；同时本发明的方法简单，成本低；弥补了现有优化方法性能提升效果不佳且成本高，对人员要求高的缺陷。

技术领域

本发明属于程序优化技术领域，尤其涉及一种基于OMP的calmet程序的优化方法及系统。

背景技术

目前，Calmet气象处理计算模块的优化，一般先从硬件入手，提升CPU的运算性能，并检查硬件设置，优化程序的内存访问。然后从运行环境上调整，通过监控整个系统的性能及各项指标看问题所在，然后看能不能通过一些运行参数的调整，降低系统消耗。最后是编译器级调优，使用编译器的优化选项或者引入自动向量化的方式对程序进行优化。

对于非稳态拉格朗日烟团模型系统计算中的气象数据处理calmet计算模块程序的优化，可以先从硬件下手，更换更快处理速度的cpu，加大内存容量，硬盘从机械的换成SSD等等。

然后使用编译器的优化选项，有时候也能获得巨大的性能提高。这些方法如果计算网格算例的规模不大，且对程序性能的提升要求不高时，还是会产生一些相应的效果。但是在计算大网格规模的算例时，如模拟计算100千米乘以100千米，分辨率为0.1千米的网格，也就是一百万个网格时，如何calmet气象数据处理模块，使其能够在高性能集群上运行性能效果显著提升，是一个较为困难的问题。

然而现有的优化方法当网格算例规模较大时，程序运行的性能提升效果不显著，基本没有效果。并且实现成本偏高；对技术人员要求很高，需要对整个系统非常熟，同样在计算大规模网络算例时，性能提升效果不显著；需要技术人员熟悉编译的使用，以及对优化过程的理解；对集群多处理机的运行环境来说，性能提升效果有限，往往无法满足实际生产的要求。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有的优化方法成本高、性能提示效果不显著、对人员要求高，无法满足实际生产的要求。

解决以上问题及缺陷的难度为：

如何使优化后的程序能够在计算百万网格规模算例，获得显著的性能提升，是需要着重考虑的一个问题。此时问题规模已超过单进程的处理能力，要使程序能在多进程的环境下运行，现有的技术方法无法实现，只能使用OMP技术实现进程间的通信。随之而来就会出现一个新的问题，即数据通信的开销会影响到程序的运行性能。如何选取最优的数据划分方式，尽可能的降低通信的时间开销，是一个比较难的问题。

解决以上问题及缺陷的意义为：

能够在尽可能的节约经济成本的前提下，实现一种基于OMP的calmet程序在多进程的运行环境下，对百万网格规模算例的高效并行计算，满足实际生产应用的需求。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于OMP(共享存储并行编程(OpenMulti-Processing))的calmet程序的优化方法及系统。其中CALMET是气象预处理模型，用于在三维网格模型区域上生成小时风场和温度场。

本发明是这样实现的，一种基于OMP的calmet程序的优化方法，包括：

步骤一，将f77代码转化为f90代码，并去除goto语句，替换摒弃的f77语句为f90语句；

步骤二，运用分析工具分析程序的热点程序，并记录程序热点函数；

步骤三，调整程序的编译选项，并使用英特尔编译器提供的优化选项-自动向量化对程序进行优化；