[基础科学]二维非线性对流扩散方程求解程序的测试与优化.pdf

第 l9卷．第7期 计 算 机技 术 与 发 展 vo1．19 ．7 2009年7月 COMPUTERTECHNO[．OGYANI)DEVEA．OPMENT Ju1． 2009 二维非线性对流扩散方程求解程序的测试与优化 赵永刚 ，付立东2，邓福岐 (1．西安卫星测控中心喀什测控站，新疆 喀什 844000； 2．西安科技大学计算机系，陕西 西安 710054) 摘 要：在 一64架构 Itanium2处理器上，应用gprof和pfmon对二维非线性对流扩散方程求解程序源代码进行了性能 测试。在分析给定程序的数据结构，子过程调用关系，重点子程序中循环体的迭代空间、数据空间、访问轨迹，输入输出数 据量大小和程序结构等的基础上，应用子过程合并、循环变换、分支消除、循环顺序逆转、数组一维结构化为二维结构、输 入参数给定等方法，改善了数据访问的时空局部性，程序性能有 15％的提高。 关键词：程序性能优化；数据局部性；循环变换；数据变换 中图分类号：1 3o1 文献标识码：A 文章编号：1673—629X(2009)07—0137—04 PerformanceTestingna dOptimizationforSolutionof2D NonlinearConvectionDominatedDiffusionProblem ZHAOYong．gang，FULi．dong，DENGFu．qi (1．KashiTT CStation，Xi’anSatdliteControlCenter，Kashi844000，China； 2．Dept．ofComputer，Xi’allUniversityofScienceandTechnology，Xi’all710054，China) Abstract：Applyingthetoolnamedgprofandpfmno tOgettheprogram ’smeastLrementandanalysisonIA～64．Forimproving the - mance，thedatastructures，iteration—space，array—space，dataaccessing tracksinloopnestsandthecalltreeofthegivenprogram isde- scribed．Byapplying solllemetlxxts，suchasmerging subroutines，loopinterchange，branchremoving ，loopskewing，inlinefimetion，for guessing thel0gica1multi—dimensinoalarray$trtlctur~ from theflatone～dim锄sionalarraysand阳ra吣 eroon~．tanttoenhanceprogram code’srram~rylocalityopt~izatinos，perfo~ achievedis15pergx~thigherthantheo gi program． Keym~xls：pro,ramperformanceoptimization；adtakw．aliyt；looptransformations；adtatrandormatoins O 引 言 Q =f+alU ／R， 求解由实际问题数学物理建模得到的复杂偏微分 B1= 口1U3／R ， 方程是大规模、长时间的数值计算问题。为了提高问 B2： 。2 ／尺， 题求解效率，满足应用需求，除了研制高性能计算机， B3= qsin(2r,x)+C2， 针对 目标问题构造好的算法外，还要对高