基于ABEEM σπ解决大型程序内存溢出的设计.pdfVIP

lNTELI_ICiENCE ■函妊地 o兀 基于ABEEM 解决大型程序内存溢出的设计 山西省太原市电子研究设计院 刘智俊 摘要：在内存不足的实际情况下实现了基于文件拆分的高斯消去并行算法，文件拆分 思想的提出是通过将大规模系数矩阵文件连续拆分成多个小规模子文件进行存储和计算， 使得空闲内存规模虽小却可以有较好的计算能力。将其应用在ABEEMo丌模型中计算蛋白 质分子的电荷分布部分进行仿真实验，使得在Anix3700服务器任务提交量走、CPU占有 率高时也可以对该问题进行求解并取得满意的仿真结果。 关键词：ABEEMo仃模型并行计算MPI高斯消去矩阵拆分 一、引言 消息包长度足够大，Tb将会趋向接近一个常数[3]。 应用原子一键电负性均衡造模，在已知分子构型及参数 Divi-gaus算法对内存容量要求不大。只要硬盘条件足 的前提下，只需解一组线性方程组，就可以获得分子体系中 够即可求解大规模线性方程组。但空闲内存容量小时。子文 的电荷分布，诸如此类的科学问题的关键都归根为求解线性 件的拆分规模随即减小，拆分后的子文件数日会增加。如果 方程组。高斯消去法有很高的精度和稳定性，目前对其并行 不考虑divi—gaus算法中硬盘与内存数据的交换，它所进行 算法的研究已有很多[1]，但是人多没有考虑内存容量不足， 的计算分解囡f和矩阵修正的计算复杂度与文献中算法相同， 程序无法凋入的情况。 对并行程序的性能和效率有‘定影响。 在利用ABEEMoⅡ模型计算分子中电荷情况时，随着分 四、仿真实验与结果 子构犁的增大，程序对空闲内存的需求也随之加人．从而导 致在实际臆用中想要的结果尤法获取。本文提出了一种连续 拆分系数矩阵的文件存储方案，解决了程序无法调入的实际 计算电荷分布并行算法中的并行求解线件方程组部分，并 O 问题并在ABEEMn模型中成功取得应用。 二、算法构思及方法 对象为3种不同构型的蛋白质分子，这3种蛋白质都是从蛋 利用内存与硬盘父换数据可以缩小一次读入内存参加计 白质晶体数据库中选取，蛋白质的名称用PDB标号表示，如 算的矩阵规模。对于多重启端项的线性方程组。将A连续拆 2rn2是人肠杆菌饮糖核酸酶，它的位点数为6875X6875。 分存储到q个子文件中，依次对各子文件进行消元，直至对 由于测试程序与其他程序共享节点机资源，使得测试环 最后一个子文件消元后，原大规模系数矩阵已转化为上三角 境不稳定，本算法对于更大规模的分子体系有待于进一步测 矩阵。并被拆分到几个小文件中存储。 评。 1、文件拆分 五、结束语 定义数组用来存放自动生成的文件名， r=np*kb，是 本文解决了由于实际内存不足而导致ABEEMOⅡ模型计 第一个子文件所包含的{j数，是为非整除的情况考虑的。用 算大分子电荷分布的程序不能调入问题。将大规模的系数矩 countl、count2控制子文件的大小规模，countl是最后一个阵分解为多个可调入内存的小规模文件，存储于硬盘上。利 子文件规模的控制数量。 用行卷帘存储法减少了通信次数，降低通信开销。但是增加 2、高斯消去法的使用 了文件拆分以及磁盘读写的额外时间仍需通过其他办法来进 各节点机生成各自对应的矩阵数据，这是并行消除的前 一步提高其通信及拆分方法效率。 提。为了使负载尽可能平衡。这量采用行卷帘方式在各节点 参考文献； 机上分配A，即第i行存放在第i％np节点机。该法保证了各 【1]杨忠志《大分子体系的量