一种用于志愿者计算的层次消息通信网络

构造一个用于志愿者计算的消息通信网络,该网络把志愿者计算平台P2HP中的所有节点按角色划分为监控服务器节点,调度服务器节点,计算节点和数据服务器,形成一个可扩展的层次网络拓扑结构.充分考虑到节点的负载和任务的划分与子任务调度的特点,管理着节点的加入和退出;定义全局统一消息通信协议来完成节点的通信和监控.测试结果表明,作为P2HP的支撑网络,它具有扩展性好、高效性、应用无关性等特点,能够适合多种应用的需求.     

志愿者计算平台中的监控系统设计与实现

描述了志愿者计算平台P2HP的监控系统设计与实现技术,该监控系统的功能采用多个节点来完成,克服了单一节点失效问题。采用对象序列化技术和远端过程调用技术进行任务和子任务的处理,可以使应用程序跨平台运行,使P2HP平台更加有利于聚集异构环境下的计算资源。通过定义各个角色节点间的消息通信协议格式,采用消息通信机制对本组的监控服务器节点、下属的调度服务器节点和分布式应用程序进行监控。测试结果表明,该监控系统提供了平台和应用监控、节点管理、任务和子任务的处理等完善的功能。     

志愿者计算模型在电力系统潮流计算中的运用

提出了一种电力系统潮流计算并行处理的新方法,该方法使用基于协同服务器组的志愿者计算平台P2HP作为高性能编程环境和运行平台。分析了大规模电力系统潮流计算问题在P2HP计算平台上的任务划分、并行粒度和实现技术。使用对象序列化技术和本地接口调用技术可以使潮流计算应用程序跨平台运行。仿真计算结果证明,这种方法能够满足安全性、实时性要求很高的大规模潮流计算应用的需求,具有较好的加速比和运行效率。     

PKI在P2P-Grid安全计算平台中的应用

由于P2P系统节点的分布性,集中式的安全控制方式难以有效使用。借鉴网格计算的安全技术,提出了将PKI技术应用到P2P-Grid计算平台中的设计方案,首先由客户端发出请求,通过CA服务器认证后,与网格服务器建立安全连接,并按照一定的访问控制策略将任务分配到获准使用的网格节点。网格节点资源采用P2P的PeerGroup形式进行组织和管理,由PeerGroup中的Peer完成分布式计算,然后将各个Peer的计算结果汇总到网格服务器,最后将计算结果返回到客户端。该设计方案在一定程度上实现了在P2P-Grid平台上分布计算的安全性。     

基于UDP打洞的纯P2P模式的网穿透构架与算法

基于UDP打洞的NAT穿越技术一般需要架设专用中央服务器Ⅲ,该方法在扩展性、可靠性、灵活性和性能上都存在局限性.通过对天网Maze[2]P2P节点的网络属性分析,动态选举合适节点替代专用服务器来完成节点在不同内网之间的穿透,形成一种可扩展网络[3].从而提出了在纯P2P模式解决NAT穿越的构架,增强了系统的健壮性和失效调节能力.     

可扩展并行Web服务器群技术的研究

随着Ｉｎｔｅｒｎｅｔ应用的发展,传统的Ｗｅｂ服务器已不参满足客户端访问能力的需求,可扩展并行Ｗｅｂ服务器群技术的研究和开发应运而生,它具有高可用,可扩展等特点。中一方面,机群系统具有良好的可扩展性能和计算能力,是实现可扩展并行Ｗｅｂ服务各的最好系统平台。     

惠普：面向企业需求

HP NctScrver LP2000R具有业界领先的紧凑型设汁,是一台可扩展性强、可用性高且可管理的2U设计服务器。作为惠普广受欢迎的LPR系列的换代产品,此款机柜优化型服务器可作为公司的数据中心,在狭小的空间内提供强大的计算能力、可扩展能力及可用能力。与3U的解决方案相比,每个机柜可获得50％的额外计算能力。     

P2P网络模型及其应用研究

对等网络(Peer-to-Peer,简称P2P)是基于P2P拓扑发展起来的,在Internet上实施网络计算的新模式.在这种模式下,服务器与客户端的界限消失了.网络上的所有节点都可以"平等"共享其他节点的计算资源.在一个P2P系统里.计算机能够同时扮演客户机和服务器的角色,他的作用在任何任务里都取决于当时系统适合于工作...     

IBM WAS ND一种典型集群架构的设计和实现

IBM WAS NP是一款符合J2EE标准的基础软件,是Java EE和 Web服务应用程序平台.它的集群功能为业务系统提供负载均衡、可扩展和高可用支持.一种典型集群架构包括1个Deployment Manager、2个应用程序服务器节点和2个Web服务器节点,通过Web服务器和应用程序服务器的灵活配置和扩展可提高集群...     

迭代方法中基于渐近规模的通信与计算比分析

迭代方法是科学计算中求解大规模稀疏线性代数方程组最常用的方法.大量实际应用表明,迭代方法通常具有较高的通信与计算比,只有在粗粒度并行下才能取得较好的并行可扩展性能.而实际应用大规模计算的需求和当前多核/众核体系结构的发展趋势要求迭代方法具备细粒度并行可扩展能力.文中引入渐近规模,即满足加速条件的计算规模下界,来反映并行迭代方法适应细粒度并行的能力,并由此刻画通信与计算比.基于矩阵的稀疏模式及其通信模式、机器的通信参数和迭代方法的基本运算,给出了渐近规模的理论预测公式.在一台包含128个双路4核计算节点的并行机上,分别基于纯进程并行(MPI)和进程/线程混合并行(MPI/OpenMP),以实际应用中3种常用迭代方法Jacobi、CG、BiCGSTAB为例,分析其渐近规模.并行可扩展性测试表明了渐近规模用于刻画迭代方法通信与计算比的准确性.对于纯进程情形,给出了渐近规模的理论预测与实际测试的对比,表明了理论预测结果的正确性.最后,基于这些结果,从迭代方法的算法设计和并行实现等方面讨论了面向未来更大规模的计算系统,降低通信与计算比的途径.     

基因序列分析软件Hmmpfam的可扩展并行性能优化

基于MPI(message passing interface)平台实现了HMMER软件包核心程序之一Hmmpfam的大规模并行计算.该版本针对原PVM(parallel virtual machine)并行版本在并行规模扩大后,master易成为通信瓶颈的问题,对通信结构进行了优化,提出了一种新的三层通信结构,在序列和HMM模型的两个层次上实现了并行化,并分别提供了有效的负载平衡策略,同时优化了I/O性能,在700多台处理机上达到95%的效率.     

XeMI板上高效可靠的数据传递机制

作为可扩展的并行计算机系统的关键部件之一，本文涉及的ＸｅＭＩ板沟通该系统的互连开关网络和作为结点的ＥＩＳＡ总线计算机系统，同时负责整个系统的软硬复位。它的高效和可靠的数据传递机制是系统至关重要的保障之一；它所采用的并行ＣＲＣ技术和互连接口技术是系统设计的典型技术；它所采用的ＥＩＳＡ接口技术是设计ＥＩＳＡ总线扩展板的关键。     

基于P2HP平台的蛋白质折叠分布式计算

通过对基于格点模型的PERM算法进行定性分析,提出并行化计算PERM算法的策略。该策略保存了PERM算法中最关键的平均权重向量,并分发至多个计算单元进行模拟运算,从而达到减少计算时间、提高运算结果精确度的目的。以P2HP为计算平台,对多条蛋白质序列进行模拟运算。实验结果表明,基于PERM的蛋白质折叠并行计算方法能够在P2HP平台上获得较优的性能。     

DNA并行计算中的B-树数据结构的设计与实现

DNA分子特性使得DNA计算具有极大的存储密度和高度的计算并行性。不管何种计算模型,DNA分子的选择和DNA编码都十分重要。提出了DNA计算中的B-树的数据结构设计方法。首先给出了B-树定义及其操作的形式化描述,接着介绍了本计算模型采用的3D结构DNA分子——k-arms分子结构,详细给出了一棵m阶B-树的构造步骤,最后实现了其查找、插入和删除等操作。提出了DNA分子计算的3D结构和分治策略,具有一定的可扩展性和并行性,对DNA计算的其他模型有参考价值。     

HYPRE中多重网格解法器的并行可扩展性能分析

测试并分析了高性能预条件库HYPRE的多重网格解法器SMG和BoomerAMG在某国产大规模并行机数千个处理器上的可扩展性能,得到若干对线性解法器算法研究和并行实现技术发展具有启示性意义的结论.这些结论对实际复杂物理系统数值模拟中线性解法器的应用和发展具有一定的指导意义.     

大规模MPI 并行计算的可扩展三模冗余容错机制

随着系统规模的扩大,并行计算的性能不断提高,但可靠性却也在不断下降,因此需要采用某种容错机制来容忍或恢复硬件故障和数据错误.目前常用的容错机制Checkpoint/Restart和多模冗余均引入了额外的开销,这些开销均在某种程度上制约了并行计算的可扩展性.因此,在高性能计算需求不断增长的今天,可扩展容错机制的设计显得尤为迫切和重要.以三模冗余(triple modular redundancy,简称TMR)为典型案例,描述了传统TMR在大规模MPI 并行计算上的实现方法,分析了该机制所面临的实际问题,进而指出传统TMR制约了并行计算的扩展.根据该技术所面临的问题,设计了可扩展三模冗余(scalable triple modular redundancy,简称STMR),并进一步验证了其有效性和可扩展性.该机制不仅能够处理Checkpoint/Restart针对的fail-stop故障,还能够解决绝大部分硬件不能直接感知的数据错误.最后,借用BlueGene/L的系统参数进行模拟,预测当系统规模增大时,在分别采用TMR和STMR的情况下并行计算可扩展性的变化,结果进一步验证了STMR是可扩展的容错机制.     

三维位错动力学并行算法与程序研制

为研究极端条件下金属材料的性质,在JASMIN 框架上研制了三维并行位错动力学程序PDD3D. 它集成了离散位错动力学模拟的物理方案和数值算法.通过设计实现高效的分布式数据结构、可扩展的快速多极子解法器以及基于影像区的拓扑操作通信方式,该程序具有较高的性能和较好的可扩展性.1024 个处理器上,对包含3 千万条位错线的物理模型的模拟结果显示,PDD3D 程序获得了81%的并行效率.     

ParTransgrid: A scalable parallel preprocessing tool for unstructured-grid cell-centered computational fluid dynamics applications

The development of a basic scalable preprocessing tool is the key routine to accelerate the entire computational fluid dynamics (CFD) workflow toward the exascale computing era. In this work, a parallel preprocessing tool, called ParTransgrid, is developed to translate the general grid format like CFD General Notation System into an efficient distributed mesh data format for large-scale parallel computing. Through ParTransgrid, a flexible face-based parallel unstructured mesh data structure designed in Hierarchical Data Format can be obtained to support various cell-centered unstructured CFD solvers. The whole parallel preprocessing operations include parallel grid I/O, parallel mesh partition, and parallel mesh migration, which are linked together to resolve the run-time and memory consumption bottlenecks for increasingly large grid size problems. An inverted index search strategy combined with a multi-master-slave communication paradigm is proposed to improve the pairwise face matching efficiency and reduce the communication overhead when constructing the distributed sparse graph in the phase of parallel mesh partition. And we present a simplified owner update rule to fast the procedure of raw partition boundaries migration and the building of shared faces/nodes communication mapping list between new sub-meshes with an order of magnitude of speed-up. Experiment results reveal that ParTransgrid can be easily scaled to billion-level grid CFD applications, the preparation time for parallel computing with hundreds of thousands of cores is reduced to a few minutes.