黄伟华,马 中,戴新发,徐明迪,高 毅

(武汉数字工程研究所,武汉 430205)

着色Petri网对高性能集群的建模与性能评估①

黄伟华,马 中,戴新发,徐明迪,高 毅

(武汉数字工程研究所,武汉 430205)

针对形式化建模方法导致的状态空间爆炸问题,提出了一种基于Petri网的高性能集群建模与性能评估方法.首先分析了高性能集群的系统架构,构建了模型的总体结构;然后针对集群系统建立了相应的任务产生子模型和调度子模型,并通过对Petri网进行着色,根据不同种类任务的执行特点设计了相应的任务处理模型.仿真结果表明,利用所建立的模型能够有效评估关键参数对集群性能的影响.

高性能集群;着色Petri网络;性能评估;模型;仿真

随着高性能计算技术的不断发展,集群的规模与结构复杂度不断增加[1,2].为了指导高性能集群的系统设计,有必要在设计过程中对系统进行建模与仿真,以对其任务性能指标和系统性能指标预先进行评估[3].近年来,基于形式化方法的仿真分析技术取得了长足发展,大多数研究的焦点集中在利用复杂方法建立模型进而分析建模对象的性能,如随机过程代数[4],排队网络[5],谓词变换逻辑[6]等.此类研究侧重于系统模型的精确建立,但是由于“状态空间爆炸问题[7]”,上述方法并不适用于高性能集群的建模与性能评估,将复杂的集群结构转变化为精确的分析模型有时非常困难甚至是无法实现的[8].

着色Petri网(Colored Petri Net,CPN)[9,10]不仅可以构建层次化模型,允许……