MPICH同步通信程序死鎖檢測研究的開題報告

MPICH同步通信程序死鎖檢測研究的開題報告一、選題背景在大規(guī)模并行計算環(huán)境中，MPI（MessagePassingInterface）被廣泛應用于高性能計算應用程序中。MPI支持進程間消息通信，可實現(xiàn)高效的并行計算。MPI的實現(xiàn)可以是同步或異步的。同步通信會在發(fā)送進程和接收進程之間建立一種阻塞機制，當數(shù)據(jù)發(fā)送完畢后，發(fā)送進程將等待接收進程的回應，直到接收進程完全接收到數(shù)據(jù)。相對地，異步通信則不會建立阻塞機制，發(fā)送進程可以繼續(xù)進行計算，而不必等待接收進程的回復。MPI中同步通信可能會導致死鎖問題。因為MPI發(fā)送和接收操作是原子的，發(fā)送和接收操作是成對出現(xiàn)的，如果兩個進程相互等待對方的消息而無法繼續(xù)執(zhí)行，則會發(fā)生死鎖。在調試并行程序時，死鎖是一個常見的問題。MPI死鎖檢測研究則希望能夠自動檢測MPI程序中的死鎖問題，并給出解決方法。二、研究內容本次研究的主要內容：1.研究MPI同步通信導致死鎖的原因2.理解MPI死鎖產生的機制3.調研MPI死鎖檢測的現(xiàn)狀4.設計并實現(xiàn)MPI死鎖檢測工具5.對工具的正確性和效率進行測試和評估三、研究意義MPI死鎖檢測工具的研究對高性能計算的發(fā)展和應用具有重要的意義。通過自動檢測MPI程序中的死鎖情況，能夠幫助程序員更快地找到程序中存在的問題，并提供相應的解決方案。這樣可以提高高性能計算應用程序的可靠性和穩(wěn)定性，減少調試程序的時間，提高程序員的工作效率，同時也有助于提高高性能計算的整體性能。四、研究方法本次研究采用以下方法：1.調研MPI死鎖檢測的相關論文和工具，了解MPI死鎖檢測的原理和方法。2.設計MPI死鎖檢測工具的算法和架構，并編寫代碼實現(xiàn)。3.測試和評估MPI死鎖檢測工具的正確性和效率，并與目前已有的MPI死鎖檢測工具進行比較。五、預期結果本次研究將得到以下預期結果：1.對MPI同步通信導致死鎖問題的原因和機制進行深入的研究。2.設計出一種自動檢測MPI程序中死鎖問題的工具，能夠幫助程序員更快地找到程序中存在的問題，并提供相應的解決方案。3.通過測試和評估，驗證MPI死鎖檢測工具的正確性和效率。六、研究計劃本次研究的時間安排如下：第一期（第1個月）：調研MPI死鎖檢測的相關論文和工具，了解MPI死鎖檢測的原理和方法。第二期（第2至4個月）：設計MPI死鎖檢測工具的算法和架構，并編寫代碼實現(xiàn)。第三期（第5至6個月）：測試和評估MPI死鎖檢測工具的正確性和效率，并與目前已有的MPI死鎖檢測工具進行比較。第四期（第7至8個月）：完善MPI死鎖檢測工具，并撰寫開題報告和論文。七、參考文獻1.Breshears,D.,&Karniadakis,G.E.(2005).AnonintrusiveapproachtodetectMPIdeadlocksinparallelapplications.SIAMJournalonScientificComputing,27(3),818-841.2.Boehme,D.,&Bischof,C.(2007).DeadlockpredictionforMPIprograms.ParallelComputing,33(7),491-505.3.Schulz,M.,&Schmidt,M.(2014).MPIdeadlockdetectioninpractice.InProceedingsoftheInternationalConferenceonHighPerformanceComputing,Networking,StorageandAnalysis(pp.285-296).4.Wang,W.,&Wu,H.(2017).Anovelself-checkingmechanismforMPImessagepassingcommunicationsystems.PloSone,12(2),e0172488.5.Formenti,E.,&Tomassini,M.(2013).Detec