基于结点聚类的层次化消息调度模型与算法

随着超级计算机结点规模的不断扩大，结点间复杂的互连通信对超级计算机整体性能的影响越来越大。本研究运用聚类方法对结点进行划分，提出基于结点聚类的层次化消息调度模型，可以准确刻画超级计算机内部互连网络通信的特征，同时又可以有效降低问题的复杂度。基于本模型，利用各种网络通信特征，可以先设计高近似度的近似算法，并进一步优化算法在运行时的实际效率；还可以利用先验知识等启发式信息，设计在大多数情况下具有高效率的启发式算法。本研究不仅对这些算法进行理论分析，还设计开发原型系统进行实验验证，将理论和实验结果进行对比分析，进一步对本研究提出的模型、算法以及相应的程序实现进行改进和提高，并结合一两个典型的具体问题对本研究成果进行实际应用。本项研究成果，不仅可以用于提高目前特别是未来超级计算机的通信性能，还可以为超级计算机、并行编译器以及并行应用的优化设计与开发提供有价值的参考。