面向高性能计算的网格计算中间件

系统地研究了网格计算中间件Netsolve系统的结构和工作原理,深入地探讨了系统中的负载平衡与容错策略,然后针对自强-2000集群超级计算机应用环境提出了对负载平衡和容错策略的改进方法。     

可扩展的桌面问题求解环境计算加速中间件

为利用多种高性能计算资源的计算能力,设计一种可扩展的桌面问题求解环境计算加速中间件,采用应用层、中间层和计算层3层结构,以降低系统设计的复杂度,支持多种并行后端、分布式扩展以及并行后端的即插即用。用该加速中间件进行Matlab中的LU分解实验,结果证明了其有效性。     

可扩展的桌面问题求解环境计算加速中间件

为利用多种高性能计算资源的计算能力,设计一种可扩展的桌面问题求解环境计算加速中间件,采用应用层、中间层和计算层 3层结构,以降低系统设计的复杂度,支持多种并行后端、分布式扩展以及并行后端的即插即用。用该加速中间件进行Matlab中的LU分解实验,结果证明了其有效性。     

中间件在网格计算中的应用研究

本文主要介绍了网格计算中各个中间件和他们之间的关系,构建良好的中间件是网格计算的一个关键所在。网格计算的中间件是为用户提供具有统一编程接口的虚拟机器。它能支持复杂应用问题的求解和广域网资源的共享。同时还介绍了网格计算的中间件组成模型以及重要的功能。     

基于高性能计算环境的科学计算应用平台设计与实现

为了提升高性能计算环境的易用性并降低使用门槛,本文提出了一种基于高性能计算环境的通用科学计算应用平台构建方案,旨在为用户提供更便捷、体验更友好、简单高效的科学计算服务。用户通过访问网页即可输入计算参数、提交任务、查看执行结果并集中管理不同应用的计算任务和历史数据,无需安装相关工具或者记忆操作命令。该方案设计充分考虑了应用间的差异性,拥有良好的扩展性,易于部署和迭代,同时拥有良好的安全性。     

普适计算中间件技术的研究与进展

当前,普适计算已经成为计算机科学中一个极具活力和影响力的研究领域。普适计算环境规模很大并且具有高度异构性,如网络架构的异构性、硬件平台的异构性、操作系统的异构性、应用服务的异构性等,而普适计算中间件技术可以解决异构性和跨平台特征,提供不同服务的集成应用,因此成为普适计算中的一个研究热点。基于此,本文对于目前国外关于普适计算中间件技术的研究现状做了一个总结;通过分析和比较,给出了普适计算中间件的设计原则;探讨了普适计算中间件技术的未来发展方向。     

面向高性能计算环境的作业优化调度模型的设计与实现

高性能计算环境聚合了多个分布在不同地域、不同组织机构的高性能计算资源,面向用户提供统一的访问入口和使用方式,由系统中间件根据用户作业请求匹配合适的高性能计算资源。随着环境应用编程接口的开放以及作业请求数量的大幅增加,面对高并发作业提交请求时,目前采用的即时调度模型会由于网络等原因导致一定数量的请求处理失败,同时缺乏灵活性。针对此问题,优化了环境作业调度模型,引入作业环境队列,细化了作业系统层状态,增加了作业调度策略可配置性,并基于环境中间件SCE实现了系统原型。经测试,在单核心服务每分钟处理近200个作业提交请求的工作负载下,无因系统和网络原因引起的作业提交出错现象;在共计1 000个作业中,近500个作业提交命令请求在0.3s以内完成,800余个作业提交命令请求在0.5s以内完成。     

基于Web Services的网格计算中间件研究

随着网格计算技术的发展和Web Services技术的出现,使得整合各种计算资源解决具有重大挑战性的科学和工程计算问题成为可能.在对已有的应用于高性能计算的网格计算系统Netsolve进行研究的基础上,结合Web Services技术提出了一种用于高性能计算的网格系统,并且在初步实现的基础上,探讨了系统的优缺点.     

基于代理的网格计算中间件

WADE系统是基于代理技术实现的一个可屏蔽异构和分布性的动态自适应的校园计算网格，提出了基于代理技术在校园网络内实现并行计算的方法，详细论述了基于代理的网格计算中间件的体系结构和主要模块功能，阐述了利用代理实现异构编译、协同计算的过程，给出了代理的Java实现方法，利用软件代理实现网格计算中间件，可以解决异构计算平台下多种并行编程环境的协同计算问题，为用户提供统一的服务接口，这将大大增强系统的可用性。     

支持移动计算的反射式中间件

传统中间件基于黑盒的设计思想,缺乏必要的灵活性,无法适应复杂动态多变的移动计算环境。反射技术可以使应用程序在运行时检查中间件所提供的服务类型,动态的构造调用请求,适应变化的环境。文章研究了反射的相关概念,中间件技术,分析了移动计算的实际需求,提出了一个支持移动计算的反射中间件架构,支持环境感知、异步通信、动态重配置等。     

集群式高性能计算系统研究

研究了集群的系统结构和主要优势,以及集群式高性能计算系统的诞生;分析了集群式高性能计算系统的架构和构建方式,集群构建包括网络部署、存储系统、计算节点、管理节点、登录节点等部分。在此基础上构建了基于Linux的集群式高性能计算系统。     

基于LAMP的高性能计算用户组织架构管理系统设计与实现

针对现有高性能计算用户组织架构管理系统面临的用户体验差、网络开销大和存取效率低等关键问题,提出了一种基于LAM P的高性能计算用户组织架构管理系统的实现方法.该方法采用B/S架构,T w ig与H T M L相结合的方式减轻了服务端的负担,改善了用户体验;采用RES T框架与Cache机制对海量临时数据进行缓存,降低了...     

Design and implementation of S-MARKS: A secure middleware for pervasive computing applications

As portable devices have become a part of our everyday life, more people are unknowingly participating in a pervasive computing environment. People engage with not a single device for a specific purpose but many devices interacting with each other in the course of ordinary activity. With such prevalence of pervasive technology, the interaction between portable devices needs to be continuous and imperceptible to device users. Pervasive computing requires a small, scalable and robust network which relies heavily on the middleware to resolve communication and security issues. In this paper, we present the design and implementation of S-MARKS which incorporates device validation, resource discovery and a privacy module.     

一种面向高性能计算的多FPGA互连结构及划分方法

针对高性能计算系统在大规模通信互连中面临的性能、成本及功耗等问题,融合新兴的高速互连技术,结合大规模、超大规模系统通信的局部性和异构性,提出基于多FPGA的混合层级高速互连结构,并给出基于集群的多FPGA逻辑功能划分方法。该方法能够根据不同应用自定义设计高效互连网络,降低大规模计算系统的互连成本和开销。通过应用实例实验证明,该方法能够实现大规模设计向多FPGA高性能计算平台的快速映射,加速高性能可配置计算系统的设计实现。     

面向HPC的函数计算冷启动优化

High performance computing problems usually have the characteristics of parallelization of subtasks, and a lot of computing resources are consumed in the process of execution. It has been proved that traditional cloud computing based on virtual machine can deal with such problems, but the management of distributed environment and the distributed design of solutions make the processing more complex. Function computing is a new type of serverless cloud computing paradigm, its automatic expansion and considerable computing resources can be well combined with HPC problems. However, the cold start delay is an unavoidable problem on the public cloud function computing platform, especially in the task of HPC problems having high concurrent jobs of which delay will be further magnified. In this paper, we first analyze the completion time of a simple HPC task under cold start and hot start conditions, and analyze the causes of additional delay. According to these analyses, we combine the time series ana lysis tools and the platform's automatic expansion mechanism to propose an effective preheating method, which can effectively reduce the cold start delay of HPC tasks on the function computing platform.     

面向高性能计算的芯片组参数优化研究

介绍了一种面向高性能计算的芯片组,在设计和实现的基础上抽象出信道和交叉开关的环境参数,围绕高性能计算的通信特征分析了测试模型参数,并给出与性能评价相关的各个参数;建立了硬件FPGA测试平台和软件仿真环境,测试并分析了芯片组各环境参数对通信延迟和带宽的影响,总结出面向高性能计算的芯片组应尽量提高每次交易的传输粒度,确定了其信道参数.     

Multidisciplinary design optimization of a vehicle system in a scalable, high performance computing environment

Multidisciplinary Design Optimization of a vehicle system for safety, NVH (noise, vibration and harshness) and weight, in a scalable HPC environment, is addressed. High performance computing, utilizing several hundred processors in conjunction with approximation methods, formal MDO strategies and engineering judgement are effectively used to obtain superior design solutions with significantly reduced elapsed computing times. The increased computational complexity in this MDO work is due to addressing multiple safety modes including frontal crash, offset crash, side impact and roof crush, in addition to the NVH discipline, all with detailed, high fidelity models and analysis tools. The reduction in large-scale MDO solution times through HPC is significant in that it now makes it possible for such technologies to impact the vehicle design cycle and improve the engineering productivity.     

面向高性能计算的分布式故障定位框架

针对高性能计算系统中故障定位难度高且实时性差的问题,提出了一种基于消息传递的故障定位框架（MPFL）,包括基于树形拓扑的故障检测（TFD）和故障分析（TFA）算法。首先,在并行作业初始化时,将所有参与计算的节点进行逻辑上的树形划分,生成故障定位树（FLT）,并将故障定位任务分布到节点上;然后,当消息库、操作系统等组件检测到节点异常状态时,基于TFD算法分析作业的FLT结构,根据负载平衡、性能开销等因素选择接收异常状态的节点;最后,节点利用TFA算法对接收到的异常状态进行推理得出故障,TFA算法使用基于规则的事件关联,并基于消息传递设计轻量级的主动探测,将两种方式相结合,提高了故障分析的准确性。实验以模拟节点停机故障为定位目标,并以NPB-FT与NPB-IS为基准测试,在集群上对MPFL框架进行了评估。实验结果表明,MPFL框架在故障定位能力与开销节省方面表现突出。