Linux下集群系统的设计与实现

并行计算广泛地应用到各个领域,基于Liux集群的MPI并行环境是一个廉价而高效的并行计算系统.对网络文件系统NFS、Secure Shell(SSH)、消息传递接口MPI和集群系统作简单的介绍.详细记录配置NFS、SSH、MPI等软件的实现过程,并对设计的集群系统并行运算环境进行测试,测试结果说明这种并行计算环境具有良好的性能.     

基于Linux集群的并行环境简单架设*

并行计算在各个领域的应用越来越广泛,而基于Linux集群的MPI并行环境是一个廉价、高效的并行计算系统。介绍了两种简单的基于Linux集群的MPI并行环境的构建方法,并且提供了软件的详细配置过程。     

MPI集群通信技术浅析

简要介绍了集群系统,指出其用于并行计算的工作原理,重点介绍MPI并行环境及其通信技术,并分析了MPI并行程序中的基本模式及其采用的通信技术。最后对构建MPI并行环境的集群系统进行了展望。     

基于PC集群系统的MPICH大规模并行计算实现与应用研究

在Win2000 Server操作系统环境下采用MPICH并行技术，建立了基于PC局域网平台的并行集群系统，并通过VC 6．0调用消息传递库MPI函数完成了3个并行计算实例。符合MPICH规范的PC并行集群系统配置简便、系统稳定、界面友好、性价比高，能够持续利用计算机现有资源和大幅度提高计算效率。     

基于局域网和MPI的PC集群计算环境

利用现成PC构建由几十乃至几百台PC组成的廉价、实用且性能优良的并行计算机。实验系统是在由40台PC组成的以太局域网内,建立一个基于TRUBO—LINUX和MPI的集群计算环境,并在此基础上进行并行计算实验和性能测试。实验表明,这种环境适合于那些进程之间通信不频繁的或者通信开销相对于计算开销小得多的中粒度或粗粒度的计算任务。     

一种IP分组重组的集群并行计算的方法

基于N元非合作模型的路由切割调度算法的基础,利用集群来解决大规模的IP分组重组问题是一个可行的办法。论文设计实现了IP分组重组（又称网络地址转换NAT,Network Address Transfer）的集群并行计算方法。使用普通PC构建了基于MPI用于IP分组重组计算的SMP集群,研究了在典型的校园网环境下的较大规模的IP分组重组环境并讨论了集群内部计算节点上的两种负载平衡方法。     

基于Linux的PC集群系统的构建

并行计算在各个领域的应用越来越广泛,基于Linux的PC集群系统是一个廉价、高效的并行计算系统。在实验室网络环境下,使用多台普通计算机完成了集群的构建,提供了软件的详细配置过程,为在集群上进行并行编程提供了一个实际的软硬件环境。     

用于并行计算的PC集群系统构建*

在注射成形模拟研究过程中,涉及材料的牛顿和非牛顿黏性流动模拟和注射成形后期的冷却过程模拟,以及随时间变化各处的压力变化等科学和工程领域经常应用大规模科学计算。随着基于网格的计算和数据处理日益复杂,很多计算一般PC系统无法满足要求,需要超级计算环境。因为不断追求更高的计算精度和日益复杂的对象而扩大计算规模,传统的串行处理方式难以满足这些要求。因此,现代高性能计算的低成本、高效率成为选择并行计算的解决方式。重点阐述如何构建一个用于并行计算的PC集群系统,结合实例阐明MPI的实现方法,以及对PC集群系统进行了性     

基于Linux集群环境下的虚拟实验室的研究与设计

虚拟实验室是依赖于计算机网络环境下的实验环境,其设计与应用有助于教学创新.虚拟实验室的实现,最需要解决的是实现大量数据的高速计算,对计算机性能有很高的要求.集群系统有良好的性能可扩展性,随着CPU个数的增加,其性能几乎是线性变化的.MPI并行环境是一个廉价、开放、高效的并行计算系统,在Linux集群中利用MPI并行环境可以很好地实现虚拟实验室所需要的高效数据处理.本文主要介绍MPICH的构建方法,提供软件的配置过程,并进行性能测试,本系统可用于图形计算、数值计算等.     

PC集群存储系统应用分析

随着PC集群计算机技术的日益成熟发展，与PC集群并存的存储环境无法满足大规模并行计算环境的I／O需要。本文通过一系列的实验对比，提供了一种解决PC集群计算环境和存储环境不匹配的方法。     

基于Docker的MPI和OpenMP混合编程

针对当前搭建集群并行系统复杂且耗时等问题,提出基于Docker搭建并行系统。介绍轻量级虚拟化技术Docker的核心概念和基本架构,并基于Docker技术在Linux平台上搭建集群并行开发环境。简要阐述并行计算的思想,叙述MPI和OpenMP并行计算的基本概念和特点,针对矩阵并行乘法的算法建立MPI和OpenMP的混合编程模型,并给出混合编程模型与MPI并行编程模型以及OpenMP并行编程模型的性能对比,分析出现差异的原因。基于该混合编程模型比较Docker与传统物理机两者搭建的并行系统的并行效率。     

基于SMP集群系统的并行编程模式研究与分析

并行计算技术是计算机技术发展的重要方向之一,SMP与集群是当前主流的并行体系结构。当前并行程序设计方法主要采用基于消息传递模型的MPI和基于共享存储模型的OpenMP,两种编程模式各有特点和适用范围。对SMP集群以及MPI和OpenMP的特点进行了分析,介绍了在SMP集群系统中利用MPI和OpenMP混合编程的可行性方法。     

基于Linux的计算机集群系统的设计与实现

利用现成计算机构建由四台个人计算机组成的廉价、实用且性能优良的计算机集群。本研究设计是在有四台个人计算机组成的以太局域网内,建立一个基于Redhat9-Linux和MPI的集群计算环境,并在此基础上进行并行计算实验和性能测试。     

PC机群的建立及在数值计算中的研究与应用

文中给出了一个利用SSH（Secure Shell）技术组建机群环境的新方案，并分析了PC机群的系统环境和网络并行软件PVM和MPI的主要功能，指出了各自的优缺点。分析设计了DAC并行算法，利用机群求解大规模线性方程组。数值结果表明算法收到较好的效果。PC机群能满足求解犬规模、高精度问题的需要，推动数值计算进一步发展。     

在MPICH集群分布系统下复杂分子动力学的并行计算

在以MPICH技术构建的局域网集群系统下,利用分子动力学并行计算软件Protomol和三维分子模拟软件VMD构建大规模并行计算平台,完成若干复杂分子动力学典型实例的仿真运算。计算结果表明：采用并行计算能持续有效地利用现有计算机资源,同时大幅度提高计算效率,在现有并行集群系统下可以获得3倍以上的加速比,为实现复杂分子动力学的深入研究提供了可行方案。     

MPI并行程序设计的负载平衡实现方法

MPI是目前集群系统中最重要的并行编程工具,它采用消息传递的方式实现并行程序间通信。在MPI并行程序设计中实现负载平衡有着重要的意义,可以减少运行时间,提高MPI并行程序的性能。负载平衡又可分为静态负载平衡和动态负载平衡,对于静态负载平衡,提出了一种分配任务的算法,可有效地按照节点的计算能力,在节点间分配任务;对于动态负载平衡,提出了一种在MPI并行程序中实现的方法,可有效地根据节点的负载情况,在节点间迁移任务。     

MPI并行编程环境的研究

以RISC工作站或高档微机通过LAN连接的机群系统已经成为并行计算的主流技术，研究适应机群系统的并行编程环境自然重要起来。在众多的并行编程环境中，应用较为广泛的有消息传递接口(MPI)标准和并行虚拟机(PVM)环境。本文重点分析了MPI编程环境，并出给了MPI并行程序设计的基本方法。     

应用GPU集群加速计算蛋白质分子场

针对生物化学计算中采用量子化学理论计算蛋白质分子场所带来的巨大计算量的问题,搭建起一个GPU集群系统,用来加速计算基于量子化学的蛋白质分子场.该系统采用消息传递并行编程环境(MPI)连接集群各结点,以开放多线程OpenMP编程标准作为多核CPU编程环境,以CUDA语言作为GPU编程环境,提出并实现了集群系统结点中GPU和多核CPU协同计算的并行加速架构优化设计.在保持较高计算精度的前提下,结合MPI,OpenMP和CUDA混合编程模式,大大提高了系统的计算性能,并对不同体系和规模的蛋白质分子场模拟进行了计算分析.与相应的CPU集群、GPU单机和CPU单机计算方法对比,该GPU集群大幅度地提高了高分辨率复杂蛋白质分子场模拟的计算效率,比CPU集群的平均计算加速比提高了7.5倍.