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基于并行构件应用程序的性能模型的开题报告
一、选题背景
并行计算在当今的高性能计算中扮演着重要的角色。随着计算机体系结构的变化和并行计算技术的发展，越来越多的应用程序正在重新设计以利用并行构件。然而，对于并行应用程序来说，其性能受到多个因素的影响，如构件性能、任务划分、通信和同步等。因此，为了优化并行计算系统的性能，需要建立可靠的性能模型，来理解并预测并行应用程序的性能。
二、研究内容
本研究将注重基于并行构件应用程序的性能模型的研究。具体而言，将从以下三个方面展开研究：
1.并行应用程序的行为建模
本研究将对并行应用程序进行建模，以表示其执行过程中的成本和时间，同时应考虑到多个线程之间的相互作用。采用确定性有限自动机或其它建模方式，建立并行应用程序的行为模型，为性能模型的评估提供基础数据。
2.构件模型的建立
本研究将对构件模型进行建模，以表示构件处理和传输数据的成本。这包括CPU、内存、网络等构件，几乎是高性能计算中的所有组件。使用确定性有限自动机或其它建模方式，建立构件模型，并收集构件的性能数据，以便可以更好地预测应用程序的性能。
3.应用程序的性能模型
应用程序性能模型将建立在前述两个模型的基础上。本研究将使用时间加权Petri网建立性能模型，以表示并行应用程序的执行过程。然后，用基于蒙特卡洛模拟的方法来评估性能模型，为并行应用程序的性能优化提供指导意见。
三、预期贡献
本研究的主要贡献包括：
1.利用时间加权Petri网建立并行应用程序的性能模型，以便预测并行应用程序的性能。
2.建立构件性能模型和应用程序执行特征模型，以更好地理解应用程序性能的影响因素。
3.开发一种基于蒙特卡洛模拟的计算方法来评估并行应用程序的性能模型，以及比较不同应用程序和构件之间的性能。
四、论文结构
本研究拟完成一篇包含以下部分的论文：
第一章：介绍选题的背景和研究目的，提出研究问题和重要性。
第二章：综述目前研究并行应用程序的性能模型的文献，比较该领域的各种建模和评估技术，并指出本研究的优点和不足。
第三章：详细描述所建立的并行应用程序、构件和性能模型，并介绍确定性有限自动机和时间加权Petri网的基本概念。
第四章：提出基于蒙特卡洛模拟的计算方法，并解释其原理及计算过程。
第五章：根据实验结果，比较性能模型预测结果和实际性能，证明所建立的并行应用程序性能模型的准确性和实用性。
第六章：总结研究成果，讨论研究局限和未来的研究方向。
五、进度计划
第1-2月：对目前的研究现状和文献进行调研和分析，研究并行应用程序的行为模型。
第3-5月：建立构件模型和应用程序性能模型，并提出基于蒙特卡洛模拟的评估方法。
第6-8月：验证性能模型的有效性和实用性，优化并行应用程序的性能。
第9-11月：撰写论文
第12月：论文终稿。