Методы приближенного анализа производительности и повышения эффективности функционирования вычислительных систем с параллельной обработкой данных: Стохастические и детерминированные модели
Диссертация
Разработаны алгоритмы временного моделирования на нагруженных графах вычислительных систем, управляемых потоком запросов, использованные для анализа производительности. Исследованы различные режимы обслуживания запросов и предложено достаточно близкое к оптимальному расписание. К анализу графов потоков данных впервые применена теория логических определителей, получившая в работе расширение… Читать ещё >
Список литературы
- Авен О.И., Гурин Н. Н., Коган Я. А. Оценка качества и оптимизация ычислительных систем. М.: Наука, 1982.
- Башарин Г. П., Бочаров П. П., Коган Я. А. Анализ очередей в вычис-тельных сетях. М.: Наука, 1989.
- Жожикашвили В.А., Вишневский В. М. Сети массового обслуживания: эория и применение к сетям ЭВМ. М.: Радио и связь, 1988.
- Клейнрок Л. Вычислительные системы с очередями. М.: Мир, 1979
- Клейнрок Л. Теория массового обслуживания. Л.: Машиностроение, 979.6. «Компьютер-пресс», Л 5, 1993.
- Конвей Р.В., Максвелл В. Л., Миллер Л. В. Теория расписаний. М.: аука, 1975.
- Сигнаевский В.А., Коган Я. А. Методы оценки быстродействия вычис-ательных систем. М.: Наука, 1991.
- Фельдман Л.П., Дедшцев В. А. Математическое обеспечение САПР: мо-злирование вычислительных и управляющих систем. Киев, УЖ ВО, 1992
- Шерр А. Анализ вычислительных систем с разделением времени.- М.: яр, 1970.
- Яшков С.Ф. Анализ очередей в ЭВМ. М.: «Радио и связь», 1989.
- Bhat U.N. «Elements of Applied Stochastic Processes». Wiley, 2W York, 1972.
- Ochi M.K. «Applied Probability and Stochastic Processes in Engl-serlng and Physical Sciences». Wiley, New York, 1990.
- Taylor H.M., Karlin S. «An Introduction to Stochastic Modeling» Academic Press, New York, 1984.
- Tipper D., Smdareshan M.K. «Numerical Methods for Modeling Com-iter Networks Under Nonstationary Conditions». IEEE Journal on Seated Areas in Communication, J 9, 1990.1. К главе 2
- Авен О.И., Гурин H.H., Коган Я. А. Оценка качества и оптимизация вычислительных систем. М.: Наука, 1982.
- Артамонов Г. Т., Брехов О. М. Аналитические вероятностные модели функционирования ЭВМ. М.: Энергия, 1978.
- Барлоу Р.Х. Оценка производительности параллельных алгоритмов. В кн. Системы параллельной обработки (Под ред. Д. Ивенса). М.: Мир, 1985.
- Гилмор П. Высокопараллельный процессор МРР.- В кн. СуперЭВМ: аппаратная и программная организация (Под ред. С. Фернбаха). М.: Радио и связь, 1991.
- Дегтярев Е.К. Оценка средней скорости многосекционной памяти ЦВМ. Известия АН СССР. Техническая кибернетика, 1970, N 2.
- Мгнатущешсо В.В. Организация структур управляющих многопроцессорных вычислительных систем. М.: Энергия, 1984.
- Кемени Д.Д., Снелл Д. Конечные цепи Маркова. М.: Наука, 1970
- Коуги П. Архитектура конвейерных ЭВМ. М.: Радио и связь, 1985
- Миура К. СуперЭВМ фирмы Fujitsu: векторная система РАСОМ (Там же где и 4.).
- Миура К., Учида К. Векторный процессор РАСОМ. В кн. Высокоскоростные вычисления. Архитектура, производительность, прикладные алгоритмы и программы суперЭВМ (Под ред. Я. Ковалика).- М.: Мир, 1988.
- Остланд Н.С., Хиббэрд П. Г., Вайтсайд P.A. О применении сильносвязанных многопроцессорных систем для научных вычислений. В кн. Параллельные вычисления (Под ред. Г. Родрига) — М.: Наука, 1986.
- Пом А., Агравал 0. Быстродействующие системы памяти. М.: Мир, 1987.
- Фельдман Л.П. Методические указания по курсу «Структуры вычислительных систем и организация вычислительных процессов». Донецк, ДНИ, 1987.
- Фельдман Л.П., Дедищев В. А. Математическое обеспечение САПР: моделирование вычислительных и управляющих систем. Киев, ШК ВО, 1992
- Хокни Р., Джессхоуп К. Параллельные ЭВМ: архитектура, программирование и алгоритмы. М.: Радио и связь, 1986.
- Bhandarkar D.P. «Analysis of Memory Interference in Multiprocessors». IEEE Transactions on Computers, N9, 1975.
- Budnik P., Kuck D.J. «The Organization and Use of Parallel Memories». IEEE Transactions on Computers, N12, 1971.
- Burnett G.J., Goffman E.J. «Analysis of Interleaved Memory Systems Using Blockage Buffers». Commun. Ass. Gomput.Mach., N2, 1975.
- Censier L., Feautier P. «A New Solution to the Coherence Problem in Multicache Systems"-IEEE Transactions on Computers, N12, 1978
- Chang D.Y., Kuck J., Lawrie D.H. «On the Effective Bandwidth of Parallel Memories». IEEE Transactions on Computers, N5, 1977.
- Coffman E.G., Burnett G.J., Snowdon R.A. «On the Performance of Interleaved Memories with Multiple Word Bandwidths». IEEE Transactions on Computers, N12, 1971.
- Coffman E.G., Denning P.J. «Operating System Theory». Engle-wood Cliffs NJ Prentice-Hall, 1973.
- De-Lei Lee «Architecture of an Array Processor Using a Nonlinear Skewing Scheme». IEEE Transactions on Computers, N 4, 1992.
- Dubois M., Briggs P.A. «Effects of CacheCoherency In Multiprocessors». IEEE Transactions on Computers, N11, 1982.
- Flynn M.J. «Some Computer Organizations and Their Effectiveness» IEEE Transactions on Computers, N9, 1972.
- Gottlieb A., Grishman R., Kruskal C.P., McAuliffe K.P., Rudolph L., Snir M. «The NYU Ultracomputer Designing an MIMD Shared Memory Parallel Machine».- IEEE Transactions on Computers, N2, 1983
- Harper D.T. «Increased Memory Performance During Vector Accesses Through the Use of Linear Address Transformations» IEEE TransactIcms on Computers, N2, 1992.
- Harper D.T., Jump J.R. «Vector Access Performance In Parallel Memories Using a Skewed Storage Scheme».- IEEE Transactions on Computers, N 12, 1987.
- Hoogendorn O.H. «A General Model for Memory Interference in Multiprocessors». IEEE Transactions on Computers, N10, 1977.
- Hwang K., Brlggs I*.A. «Oomputer Architecture and Parallel Processing». Mc Graw Hill, 1984.
- Kaplan K.R., Winder R.O. «Cache-based computer systems», Computer, N 3, 1973.
- Khuth D.E., Rao G.S. «Activity in an Interleaved Memory» IEEE Transactions on Computers, N9, 1975.
- Kurtsberg M. «On the Memory Conflict Problem in Multiprocessor Systems». IEEE Transactions on Computers, N3, 1974.
- Lawrie D.H. «Access and Alignment of Data in Array Processor» IEEE Transactions on Computers, N12, 1975.
- LiuY.-C., Jou C.-J. «Effective Memory Bandwidth and Processor Blocking Probability In Multiple-Bus System». IEEE Transactions on Gomputers, N6, 1987.
- OedW., Lange 0. «On the Effective Bandwidth of Interleaved Memories in Vector Processor Systems» IEEE Transactions on Computers, N 10, 1985.
- Patel J.M. «Analysis of Multiprocessors with Private Cache Memories». IEEE Transactions on Gomputers, N3, 1982.
- Rau B.R. «Interleaved Memory Bandwidth in a Model of Multiprocessor Computer System». IEEE Transactions on Computers, N7, 1979.
- Rau B.R. «Program Behavior and the Performance of Interleaved Memories».- IEEE Transactions on Gomputers, N3, 1979.
- Ravi C.V. «On the Bandwidth and Interference in Interleaved Memory Systems». IEEE Transactions on Computers, N8, 1972.
- Sethi A.S., Deo N. «Interference in a Multiprocessor System with Localized Memory Access Probabilities». IEEE Transactions on Computers, N2, 1979.
- Shapiro H.D. «Theoretical Limitation on the Efficient Use of Parallel Memories».- IEEE Transactions on Computers, N5, 1978.
- Smilauer B. «General Model for Memory Interference In Multiprocessors and Mean Value Analysis». IEEE Transactions on Computers, N8, 1985.
- Smith A. «Cache Memories». Computing surveys, N 9, 1982.
- Spirn J.R. «Program Behavior Models and Measurements» -New-York, Elsevier-North Holland, 1977.
- Herman F.W. «A Study of Interleaved Memory Systems by Trace Driven Simulation». Fourth Symp. on Simulation of Computer Systems, August, 1976.
- Watson W.J. «The TIASG A Highly Modular and Flexible Super Computer Architecture». — AFIPS, Proceeding FJCC, 1972.
- Wijshoff H.A.G., Leeuwen van J. «The Structure of Periodic Storage Schemes for Parallel Memories». IEEE Transactions on Computers, N6, 1985.1. К главам 3 и 4
- Брехов 0., Морару В. Определение граничной производительности ЭВМ управляемой потоком данных. Автоматика и телемеханика, N6,1992.
- Брехов 0., Морару В. Оценка структурных различий ЭВМ, управляемых потоком данных. Автоматика и телемеханика, N 7, 1992.
- Бэбб Р. Параллельная обработка крупноструктурированных потоков данных на CRAY Х-МР. В кн. СуперЭВМ: аппаратная и программная реализация (Под ред. С. Фернбаха), М.: Радио и связь, 1991.
- Валях Е. Последовательно-параллельные вычисления.- М.: Мир, 1985
- Воеводин В.В. Математические модели и методы в параллельных процвссах. М.: Наука, 1Э86.
- Диниччи Дэвид Loral Dataflo LDP 100.- В кн. Программирование на параллельных вычислительных системах (Под ред.Р.Бэбба) М.: Мир, 1991
- Дэннис Дж., Шнабель Р. Численные метода безусловной оптимизации и решение нелинейных уравнений. М.: Мир, 1988.
- Зыков A.A. Основы теории графов. М.: Наука, 1987.
- Капитонова Ю.В., Летичевский A.A. Математическая теория проектирования вычислительных систем. М.: Наука, 1988.
- Клейнрок Л. Теория массового обслуживания. Л.: Машиностроение, 1979.
- Конвей Р.В., Максвелл Л. А., Миллер Л. В. Теория расписаний. М.: Наука, 1975.
- Левин В.И. К планированию работы вычислительных систем. Ч. 1, 2, 3. Автоматика и вычислительная техника, 1982- N5- 1983 — N 2, 3.
- Левин В.М. Структурно-логические методы исследования сложных систем с применением ЭВМ. М.: Наука, 1987.
- Лекции по теории графов (Емеличев В.А., Мельников О. И. и др.) -- М.: Наука, 1990.
- Майерс Г. Архитектура современных ЭВМ. Т.2. М.: Мир, 1982.
- Ортега Дж. Введение в параллельные и векторные методы решения линейных систем. М.: Мир, 1991.
- Саати Т.Л. Элементы теории массового обслуживания и ее приложения М.: Советское радио, 1971.
- Сир Ж.- К. Метод потока операндов в многопроцессорных системах типа MIMD. В кн. Системы параллельной обработки (Под ред. Д. Ивенса), М.: Мир, 1985.
- Триливен Филип К. Модели параллельных вычислений (Там же, где и 17.).
- Ху T.G. Параллельное упорядочивание и проблемы линии сборки. -Кибернетический сборник, вып.4. М.: Мир, 1967.-АЪ^
- Amamiya M., Hasegawa R. «Dataflow Computing and Eager and Lazy Evaluations» New Generation Computers, 1984.
- Arvlnd, Nlkhil R.S. «Executing a Program on the MIT Tagged Token Dataflow Architecture» IEEE Transactions on Computers, N 3, 1990.
- Baba T., Bing Yao S., Hevner A.R. «Design of a Functionally Distributed, Multiprocessor Database Machine Using Data Flow Analysis» -- IEEE Transactions on Computers, N 6, 1987.
- Bhuyan L., Ghosal D. «Approximate Analysis of Single and Multiple Ring Networks» IEEE Transactions on Computers, N 7, 1989.
- Bohm A.P.W., Sargeant J. «Code Optimization for Tagged Token Dataflow Machines» IEEE Transactions on Computers, N 1, 1989.
- Brock J.D., Montz L.B. «Translation and Optimization of Data Flow Programs» in Proc. 1979 Int. Conf. Parallel Processing, 1979.
- Buehrer R., Ekanadham K. «Incorporating Data Flow Ideas Into yon Neumann Processors for Parallel Execution» IEEE Transactions on Computers, N 12, 1987.
- Campbell M.L. «Static Allocation for a Data-Flow Multiprocessor» in Proc. 1985 Int. Conf. Parallel Processing, August, 1985.
- Chang P.R., Lee C.S.G. «A Decomposition Approach for Balancing Large Scale Acyclic Data Flow Graphs» IEEE Transactions on Computers, N 1, 1990.
- Coffman E.G. «Computer and Job-Shop Scheduling Theory» New York Wiley, 1976.
- Comte D., Hlfdi N., Syre J.C. «The Data Driven LAU Multiprocessor System: Results and Perspectives» Proc. IFIP, 1980.
- Cornish M. «The TI Dataflow Architectures: the Power of Concurrency for Avionics» Proc. 3rd Conf. on Digital Avionics Systems, IEEE, New York, 1979.
- Dennis J.B. «Data Plow Supercomputer» IEEE Computer, N 11, 1980.
- Dennis J.B. «First Version of a Data Plow Procedure Language» Lecture Notes in Computer Science, vol.19, Sprlnger-Verlag, 1974.
- Dennis J.B., Gao C.-R., Todd K.W. «Modeling the Weather with a Data Plow Supercomputer» IEEE Transactions on Computers, N 7, 1984
- Dennis J.B., Lim W.Y.P., Ackerman W.B. «The MIT Data Plow Engineering Model» IF IP Proc., 1983.
- Ercegovac M.D., Patel D.R., Lang T. «Functional Language and Data Flow Architectures» Proc 1983 Summer Computer Simulation Conference, vol.2, 1983.
- Friedman D.P., Wise D.S. «Cons Should Not Evaluate Its Arguments» Automata Languages Programming, 1976.
- Gaudiot J.-L. «Data-Driven Multicomputers in Digital Signal Processing» Proc. IEEE, N 9, 1987.
- Gaudiot J.-L. «Structure Handling in Data-Flow System» IEEE Transactions on Computers, N 6, 1986.
- Gaudiot J.-L., Ercegovac M.D. «Performance Analysis of a Data Flow Computer with Variable Reduction Actors» Proc. 4th Intl. Conf. Distributed Computing Systems, 1984.
- Gaudiot J.-L., Vedder R.W., Tucker G.K., Finn D., Campbell M.L., «A Distributed VLSI Architecture for Efficient Signal and Data Processing» IEEE Transactions on Computers, N 12, 1985.
- Gaudiot J.-L., Wei Y.-H. «Token Relabeling In Tagged Token Data-Flow Architecture» IEEE Transactions on Computers, N 9, 1989.
- Ghosal D., Bhuyan L.N. «Performance Evaluation of Dataflow Architecture». IEEE Transactions in Computers, N 5, 1990.
- Gonzalez M.J. «Review on Deterministic Scheduling Theory» ACM- i 8S
- Computer Surreys, N 3, 1977.
- Gostelow К.P., Thomas R.E. «Performance of a Simulated Dataflow Computer» IEEE Transactions on Computers, N 10, 1980.
- Granski M., Koren I., Silberman G.M. «The Effect of Operation Scheduling on the Performance of a Data Flow Computer» IEEE Transactions on Computers, N 9, 1987.
- Gurd J.R., Kirkham C.C., Watson I. «The Manchester Prototype Dataflow Computer» Comm. ACM, N 1, 1985.
- Ha S., Lee E.A. «Compile-Time Scheduling and Assignment of Dataflow Program Graphs with Data-Dependent Iteration» IEEE Transactions on Computers, N 11, 1991.
- Hartimo I., Kronlof K., Simula 0., Skutta J. «DESP: A Data Flow Signal Processor» IEEE Transactions on Computers, N 1, 1986.
- Hudak P. «Goldberg B. «Distributed Execution of Functional Programs Using Serial Comblnators» Transactions on Computers, N10, 1985.
- IEEE Computer. Special Issue on Dataflow Computers.- N 2, 1982.
- Jen C.W., Kwai D.M. «Data Flow Representation of Iterative Algorithms for Systolic Arrays» IEEE Transactions on Computers, N 3, 1992
- Jess A.G., Keesh G.M. «A Data Structure for Parallel L/U decomposition» IEEE Transactions on Computers, N 3, 1982.
- Johnsson T. «Efficient Computation of Lazy Evaluation» ACM SIG-PLAN Notices, N 6, 1984.
- KanR. «Machine Scheduling Problems» Nethelands: Nijhoff, 1976.
- Kavi K.M., Buckles B.P., Bhat U.N. «A Formal Definition of Dataflow Graph Model» IEEE Transactions on Computers, N 11, 1986.
- King P.J.В., Mitrani I. «Modeling a Slotted Ring Local Area Network» IEEE Transactions on Computers, N 5, 1987.
- Kohler W.H. «A Preliminary Evaluation of the CP Method for Scheduling Tasks on Multiprocessor Systems»,' IEEE Transactions on Computers, N 12, 1975.
- Lee E.A., Messerscbmitt D.G. «Static Scheduling of Synchronous Data Plow Programs for Digital Signal Processing» IEEE Transactions on Computers, N 1, 198T.
- Loucks W.M., Hamacher V.G., Prelss В., Wang L. «Short-packet Transfer Performance in Local Area Ring Networks». IEEE Transactions on Computers, N 11, 1985.
- Mago G.A. «A Network of Microprocessors to Execute Reduction Languages». Int. Journ. of Computer and Information Sciences, 8.5 and 8.6 (1979)
- O’Leary D., Stewart G. «Data-Plow Algorithms for Parallel Matrix Computations» Commun ACM, N 6, 1985.
- Parhl K.K., Messerschmitt D.G. «Static Rate-Optimal Scheduling of Iterative Data-Plow Programs via Optimum Unfolding». -IEEE Transactions on Computers, N 2, 1991.
- Patnaik L.M., Govindarajan R., Ramadoss N.S. «Design and Performance Evaluation of EXMAN: An Extended Manchester Data Plow Computer» IEEE Transactions on Computers, N 3, 1986.
- Pingali K., Arvlnd «Efficient Demand-Driven Evaluation» Part 1, ACM Trans. Programming Language Systems, N 4, 1985- part 2, N 1,1986.
- Ramamdarthy C.V., С handy K.M., Gonzalez M.J. «Optimal Scheduling Strategies In a Multiprocessor Systems» IEEE Transactions on Computers, N 2, 1972.
- Rambaugh J.E. «Data Flow Multiprocessor». IEEE Transactions on Computers, N 2, 1977.
- Reed D., Patrick M. «Iterative Solution of Large Sparse Linear Systems on a Static Data Flow Architectures:Performance Studies» IEEE Transactions on Computers, N 10, 1985.
- Requa J.E., McGraw J.R. «The Piecewise Data Flow Architecture: Architectural Concepts» IEEE Transactions on Computers, N 5, 1983.
- Sarkar V., Hennessy J. «Partitioning Parallel Programs for Macro&ataflow» in Proc. 1986 AGI Conf. Lisp Functional Programming, Cambridge, MA, Aug. 4−6, 1986.
- Srinlvas M.A. «Optimal Parallel Scheduling of Gaussian Elimination DAG’s» IEEE Transactions on Computers, N 12, 1983.
- Takesue M. «Cache Memories for Data Plow Machines» IEEE Transactions on Computers, N 6, 1992.
- Treleaven P.C., David B.R., Hopkins B.R. «Data driven and Demand-driven Computer Architecture» ACM Gomput. Surveys, N 3, 1982.
- Turner D.A. «A Hew Implementation Technique for Applicative Languages» Software: Practice and Experience, N 9, 1979.
- Ullman J.D. «MP-complete Scheduling Problems» Journal on Computer Systems Sciences, N 6, 1975.
- Veen A.H. «Dataflow Machine Architecture» AGM Computer Survey, N 12, 1986.
- Vegdahl S.R. «A Survey of Proposed Architectures for the Execution of Functional Languages» Transactions on Computers, N 12, 1984.
- Wadge W.-W., Ashcroft E.A. «Lucid. The Dataflow Programming Language» London, England: Academic, 1985.
- Wei Y.-H., Gaudlot J.-L. «Demand-Driven Interpretation of PP Programs of a Data Plow Microprocessors» IEEE Transactions on Computers, N 8, 1988.
- Wing 0., Huang J.W. «A Computation Model of Parallel Solution of Linear Equations» IEEE Transactions on Computers, N 7, 1980.1. S it