[发明专利]基于顶点重排序的超级计算机大数据处理能力测试方法

摘要

本发明公开了一种基于顶点重排序的超级计算机大数据处理能力测试方法，目的是提高超级计算机大数据处理能力测试速度。技术方案是生成图，构建图的邻接矩阵，基于顶点度数对图中顶点进行排序，利用排序后的顶点集合对图进行BFS搜索，同层遍历时利用度数高的顶点存在边关联的概率也高的特点，遍历搜索当前层顶点集合中节点的子节点，优先遍历检查度数高的顶点，最大限度减少无效的访存遍历。采用本发明可提高节点间边关系的命中率，减少无效的访存次数，最大限度避免不必要的访存，加快对图的遍历，提高超级计算机大数据处理能力测试速度。

主权项

1.一种基于顶点重排序的超级计算机大数据处理能力测试方法，其特征在于包括以下步骤：第一步、生成随机图结构G＝(V,E)，V为顶点集合，其中包含N_V个顶点，N_V为正整数；E为边集合，E中包含N_E条边，N_E为正整数；第二步、构建存储图G的邻接矩阵A，A_ij＝0表示顶点i与顶点j之间没有边，A_ij＝1表示顶点i与顶点j之间有边，0≤i≤N_V‑1，0≤j≤N_V‑1，i和j均为正整数；第三步、基于顶点度数对V进行预处理，具体方法如下：3.1.遍历V中每个顶点，并记录每个顶点的度数，得到顶点度数集合D，D中第i个元素deg(v_i)表示顶点v_i的度数，即有deg(v_i)个顶点与顶点v_i之间有边；3.2.对V中的顶点排序：对D中的元素进行降序排序，得到排序后的顶点度数二元组集合D2，D2中第i个元素＜v_i,deg(v_i)＞表示顶点v_i的度数为deg(v_i),且满足将V中的顶点根据D2进行排序，得到排序后的顶点集合Deg，Deg中第一个元素v₀对应顶点度数最大的顶点，第二个元素v₁对应顶点度数仅小于或等于度数最大的顶点，度数相同的顶点并列重复列出，对应顶点度数最小的顶点；第四步、利用排序后的顶点集合Deg对图G进行BFS搜索，具体方法如下：4.1.数据结构定义，具体方法如下：4.1.1.定义未被访问的顶点集合V_ns＝V；4.1.2.定义BFS搜索的顶点度数中间集合D‑tmp＝D2；4.1.3.定义排序后的顶点度数中间集合Deg‑tmp＝Deg；4.1.4.定义被访问过的顶点集合4.1.5.定义当前层顶点集合4.1.6.定义当前层子节点集合4.1.7.定义子节点集合表示顶点v_i的子节点集合；4.1.8.在V中随机选定一个顶点v_r作为树根节点，即源顶点，r＝0,1,…,N_V；4.1.9.令树根节点的子节点集合的集合Son_r中的元素是集合；4.1.10.将顶点v_r加入已被访问过的顶点集合中，V_s＝V_s+{V_r}；4.1.11.将顶点v_r加入当前顶点集合中，即Cur＝Cur+{V_r}；4.2.循环遍历，一次循环输出一棵生成树，循环64次，输出64棵生成树，具体方法如下：4.2.1.定义循环变量k＝0；4.2.2.获取系统时刻t₁；4.2.3.若k＜64，转4.3；否则，转第五步；4.3.同层遍历，利用度数高的顶点存在边关联的概率也高的特点，遍历搜索Cur中节点的子节点，具体方法如下：4.3.1.令4.3.2.若执行4.3.3，否则，本层搜索完成，转4.4对下一层进行遍历；4.3.3.在Cur中任取一个顶点v_i，记为当前根节点v_cs，cs＝0,1,…,N_V；4.3.4.从Cur中删除v_cs，即Cur＝Cur‑{v_cs}；4.3.5.若执行4.3.6优先遍历检查度数高的顶点，否则，当前根节点搜索完毕，转4.3.20；4.3.6.查询D2集合，找到二元组，确认v_cs的度数为deg(v_cs)；4.3.7.从未被访问的顶点集合V_ns中删除当前根节点v_cs，即V_ns＝V_ns‑{v_cs}；4.3.8.定义循环变量m＝0；4.3.9.若m＜deg(v_cs)，执行4.3.10，否则，已经全数找到当前顶点的所有边，转4.3.16检查v_cs的相邻节点，即Cur中的其它元素顶点；4.3.10.从Deg‑tmp中选择第一个顶点，令为v_j，即目前度数最高的顶点；4.3.11.查询邻接矩阵A，若A_ij＝1，表示顶点v_i与顶点v_j之间有边，执行4.3.12，否则，转4.3.14；4.3.12.从集合Deg‑tmp中删除已有边关联的顶点，即Deg‑tmp＝Deg‑tmp‑{v_j}；4.3.13.若v_j∈V_ns，将顶点v_j从V_ns中删除，即V_ns＝V_ns‑{v_j}，直接转4.3.14；否则，说明不需要从V_ns中删除，转4.3.14；4.3.14.更新当前根节点v_cs，即顶点v_i的子节点集合，即，Son_i＝Son_i+{v_j}；4.3.15.更新当前层的子节点集合，即，L‑Son＝L‑Son+{v_j}；4.3.16.将当前根节点的子节点集合以集合元素的形式加入Son_r中，即Son_r＝Son_r+{Son_i}；4.3.17.m＝m+1；4.3.18.将顶点v_j从V_ns中删除，即V_ns＝V_ns‑{v_j}；4.3.19.若转4.3.9，否则，所有未被访问过的顶点遍历完毕，转4.3.20；4.3.20.从当前顶点集合Cur中删除前根节点v_cs，即Cur＝Cur‑{v_cs}；4.3.21.转4.3.1；4.4.层间遍历，具体方法如下：4.4.1.清空当前层顶点集合,重置当前顶点集合4.4.2.将当前层子节点集合L‑Son赋值给当前顶点集合，即Cur＝L‑Son；4.4.3.获取系统时刻t₂；4.4.4.记录第k次启发式遍历搜索的时间t＝t₂‑t₁；4.4.5.转4.3.2；4.5.输出树根节点集合Son_r，Son_r即为第k轮循环以顶点v_r作为树根节点的BFS的生成树root_k‑r；4.6.计算当前生成树的BFS遍历测试性能值4.7.转4.2.2；第五步、计算图测试性能的评价值，即64棵生成树的BFS遍历测试性能值平均值获得测试结果；第六步、结束。