基于通信优化的Infiniband集群MPI作业加载*

针对如何缓解Infiniband集群中因通信冲突引起的MPI程序性能下降问题进行了研究,从系统管理的角度出发,提出了通过改变进程映射来优化MPI作业加载方案从而优化应用程序通信性能的方法,设计了用于评价MPI作业加载方案的通信性能损失系数（CPLR）指标,基于模拟退火算法设计了优化加载方案的搜索算法,并对所提出的指标和算法进行了实现和测试。测试结果表明,经过优化加载后的MPI程序在通信性能上有一定程度的提高。     

一种全面高效的HPCS监控体系*

分析了以超级计算中心联想深腾6800为主的HPCS监控需求,比较了大量的监控实现技术,给出监控系统评估特征和指标,提出了一种集系统、性能、应用程序、进程监控于一体的改进策略,讨论了利用信息流水、过滤、双重传输模式减少监控数据传输量,减轻监控资源消耗,提高综合监控的性能和效率.     

基于GOS的远程实时可视化系统设计与实现*

提出了一个并行计算程序的远程实时可视化系统.通过实时可视化处理计算程序在计算过程中输出的数据文件,实现了对计算程序计算过程的可视化跟踪和实时分析;同时该系统采用GOS作为网格中间件,屏蔽了复杂的异构环境.     

基于GOS的国家网格集成环境及应用实例开发*

中国国家网格作为国内最主要的网格为用户提供了良好的计算服务.详细讨论了网格中间件系统软件GOS的功能和结构,以及基于GOS的中国国家网格集成环境,给出了生物信息软件MEME在国家网格环境下的集成实现,并提出了今后的工作方向.     

多维标度法(MDS)在构效关系分析中的应用

尝试在构效关系分析中引入新的数量化方法:林知己夫的准记量性多维标度(multi-dimensional scaling,MDS)法。并以芳氧基乙酰肼衍生物抑制单胺氧化酶的效率为例,说明该法的实现步骤和结果分析。该法的结果直观、生动,可以将样本分成明显的高活性区与低活性区,作为判别标准,可以在试验之前预测新样本化合物的活性,以指导新化合物的合成,为在药物分子设计中判断未知化合物的生物活性提供新思路。     

Gram-Schmidt算法及其并行实现

通过分析MGSC,MGSR和CGS算法,提出用CGS重正交的MGSR算法,新算法保留了CGS和MGSR可以调用2级BLAS的优点,同时避免了MGSC通信多的缺点。数值实验证明,新算法具有较好的并行效率。     

分子空间结构比较方法优化与点部署的并行实现

分子空间结构相似性比较的指标函数可以定量地描述两个分子空间结构相似性大小，但难题在于如何确定分子初始相对位置，以保证得到全局最优叠合．由于以往都是利用程序随机生成初始相对位置，所以没有规则也不确定．为保证得到全局最优叠合，需要大量的初始相对位置优化计算．利用“均匀设计”的实验设计手段，在空间规则地筛选部署分子初始相对位置，使其具有代表性和均匀分布性，这样只需少数确定数目的初始相对位置，便可以稳定地得到指标函数的全局最优解．而后利用并行处理方法，把初始相对位置集合部署在Np个处理器上同时工作，大幅度地减少了运行时间，并输出与串行执行相同的运算结果．     

数值计算程序的存储复杂性分析

由于越来越多的技术用于缩小处理器与存储器之间的日益加大的速度差距,计算机的存储系统变得日趋复杂．现在,任何一个程序设计者,尤其是数值计算程序的设计者,若不考虑其所用计算平台存储系统的特点是很难获取高性能的．因此公用传统的算法评价方法,从时间复杂性和空间复杂性着手来解释一个算法的不同实现在同一计算平台上很大的性能差异,显然是不够的．计算平台存储系统的特点必须在分析算法的复杂性时加以考虑．孙家昶１９９     

一种Fortran到CUDA C的转换方法

基于GPU的异构计算逐渐成为主流计算方法, 但限于科学计算编程的历史发展, 大量的数值计算软件仍以Fortran语言实现. 为了提高计算速度, 大量的软件需要移植为CUDA C, 但人工实现程序移植是一项浩繁的工程. 若能实现从Fortran到CUDA C的自动转换, 可以极大的提高程序开发效率. 本文设计了将Fortran转换为CUDA C的算法, 并基于正则表达式和shell脚本实现了该算法, 编写测试用例进行了验证. 实验表明, 该算法可靠稳定兼容性好, 在大型程序的移植过程中, 能够自动筛选并建立变量信息表, 生成CUDA相关操作函数, 且结果代码可读性较好, 转化正确率达80%以上, 有效减少了移植的工作量.     

地球系统模式CAS-ESM 2.0性能评估与分析

地球系统模式是研究气候变化、进行地球系统建模的重要软件. 中科院地球系统模式CAS-ESM (Chinese Academy of Sciences-Earth System Model)是中科院大气所发展的进行地球系统模拟的高性能计算应用软件, 目前已经发布了2.0版本, 其模拟性能一直是制约其发展的关键因素之一. 为了对CAS-ESM 2.0进行性能评估和分析,将CAS-ESM 2.0移植到中科院高性能计算系统"元"和"地球系统数值模拟装置"原型系统这两大高性能计算平台上, 开展了耦合数值模拟试验. 试验结果显示, CAS-ESM 2.0存在受平台影响的性能差异, 大气模式的运行时间占比最高, 超过了其他分模式的总和, 部分分模式存在可扩展性问题. 然后对试验结果进行了进一步的分析, 发现大气模式的性能瓶颈主要是由通信造成的. 因而对CAS-ESM 2.0的后续研发发展工作中, CAS-ESM的跨平台优化、大气模式的性能优化与并行算法改进、分模式的可扩展性应该是研究的重点之一.