并行文件系统的设计

在大规模并行处理巨型机（ＭＰＰ）的设计中，提高Ｉ／Ｏ性能同提高计算能力和通信能力同样重要。并行文件系统（ＰＦＳ）在多个Ｉ／Ｏ结点的多个磁盘上，分布文件系统和文件的磁盘块，将文件读写在计算结点转化成多个对物理块的直接Ｉ／Ｏ请求，利用预读，预分配，磁盘缓冲式区和异步Ｉ／Ｏ增加Ｉ／Ｏ的并发生，在特定的文件使用模式下，也是ＭＰＰ应用的主要Ｉ／Ｏ模式，获得很高的Ｉ／Ｏ效率。     

SPP外围子系统的设计与实现

并行处理机外围子系统的设计和实现技术直接影响整个系统的性能价格比，本文根据ＳＰＰ体系结构的特点和实际应用需要，在前端服务器与ＳＭ／ＳＳＭ之间设计了专用的Ｉ／Ｏ处理机，使得系统Ｉ／Ｏ设备与ＳＭ／ＳＳＭ之间直接进行高速数据传送，从而大大提高系统的Ｉ／Ｏ性能。在Ｉ／Ｏ处理机的设计中，采用了ｉ８６０＋８２３８０＋ＳＲＡＭ的总体结构，从而实现了处理机访问主存和ＤＭＡ控制器访问ＳＲＡＭ之间的并行。     

SPP并行I／O处理机的设计与实现

可扩展并行处理机系统有两个需要解决的问题：（１）多级互连网络的延迟；（２）吞吐能力；本文根据ＳＰＰ体系结构的特点和实际应用的需要提出了解决这两个瓶颈问题的有效方法在前端服务器与共享存储器之间设计专用的并行Ｉ／Ｏ处理机作为系统Ｉ／Ｏ设备与ＳＭ／ＳＳＭ的直接数据通路。     

多处理机并行处理模拟器的设计与实现

“多处理机并行处理模拟器”是旨在帮助使用者巩固和加深对典型的并行计算机系统－－ＭＩＭＤ多处理机系统－－进行并行处理基本工作过程的理解，通过实际编写并行应用程序并对其模拟执行的过程进而引导其进行更为深入研究与开发的计算机辅助教学系统。通过对ＭＩＭＤ多处理机系统体系结构、编译器和操作系统基本牲的模拟，实现了对作业／作业步和ＤＯ循环级并行性的显式及隐式开发，依据“单独并行段”和“主动抽取”策略可对并行代     

并行文件系统的设计与实现

并行文件系统已作为超级计算机提高Ｉ／Ｏ带宽最常用的方法之一,鉴于超级计算机之间体系结构的差异,其设计和实现方法也不同。本文就ＩｎｔｅｌＴＦＬＯＰＳ的并行文件系统（ＰＦＳ）作一介绍。     

曙光2000超级计算机系统软件的设计

曙光２０００超级计算机系统采用可扩展机群体系结构,是通用的超级并行计算机,可支持科学与工程计算、网络服务和数据处理应用。该文介绍了曙光２０００系统软件设计采用担ＳＵＭＡ技术路线,即在通信软件、可扩展文件系统和服务器取信的设计上体现可管理性,在单一系统映像、集成化并行环境和傻瓜界面的设计上体现好用性。文章详细阐述了系统软件的设计和关键技术,包括通信系统、ＣＯＳＭＯＳ可扩展文件系统、管理软件和用刻界面     

大规模并行处理技术方兴未艾

传统向量巨型机已难以大幅度提高速度，大规模并行处理系统是近年兴起的超级计算系统。本文阐述了ＭＰＰ系统的体系结构及软件环境，探讨了ＭＰＰ系统将来的发展方向。     

大规模并行处理技术方兴未艾

传统向量巨型机已难以大幅度提高速度。大规模并行处理系统是近年兴起的超级计算系统。本文阐述了ＭＰＰ系统的体系结构及软件环境，探讨了ＭＰＰ系统将来的发展方向。     

并行文件系统PFS的设计与分析

并行计算机高速处理能力与低速Ｉ／Ｏ设备之间的矛盾目前已成为并行计算机系统中的主要问题之一，因此必须研制高性能的并行文件系统．。本文介绍的ＰＦＳ是为“八六三计划”中“曙光二号”并行计算机设计的并行文件系统，该ＰＦＳ分散Ｉ／Ｏ设备的管理到多个处理结点，使文件能交叉地分布在不同Ｉ／Ｏ结点所控制的物理设备上，以实现最大程度的并行访问。本文阐述了ＰＦＳ的基本设计、实现方法及其性能的粗略分析。     

一个并行处理模拟器的研究及设计

并行处理摸拟器”旨在帮助使用者加深对典型并行计算机系统基本工作过程的理解，通过一个基本的并行程序开发环境使其可进行并行程序设计及模拟执行．它通过对ＭＩＭＤ多处理机系统体系结构、编译器和操作系统基本特征的模拟，实现了对作业、作业步和ＤＯ循环级并行性的显式及隐式开发，并可自动检测系统配置规模及准确定位连接故障。     

SNFS并行文件系统负载均衡技术的研究与实现

在大规模集群系统的并行运算环境中,I/O效率一直是影响系统整体性能的关键因素,并行文件系统技术是目前解决I/O性能瓶颈的有效途径之一。介绍当前并行文件系统的发展现状以及并行文件系统的类型,阐述SNFS并行文件系统的架构以及负载均衡DLC(分布式LAN客户端)技术的实现原理,并给出大规模集群系统环境中SNFS文件系统负载均衡技术的实现方法,最后,通过实际应用分析说明该技术在提升I/O性能上的优势。     

SPIFFI-a scalable parallel file system for the Intel Paragon

This paper presents the design and performance of SPIFFI, a scalable high-performance parallel file system intended for use by extremely I/O intensive applications including “Grand Challenge” scientific applications and multimedia systems. This paper contains experimental results from a SPIFFI prototype on a 64 node/64 disk Intel Paragon. The results show that SPIFFI provides high performance and linear scaleup on real hardware. The paper also explains how shared file pointers (i.e., file pointers that are shared by multiple processes) can simplify the design of a parallel application. By sequentializing I/O accesses and by providing dynamic I/O load balancing, a shared file pointer may even improve an application's performance. This paper also presents the predictions of a SPIFFI simulator that we validated using the prototype. The simulator results show that SPIFFI continues to provide high performance even when it is scaled to configurations with as many as 128 disks or 256 compute nodes     

集群计算并行I/O中动态文件分配策略

针对集群计算系统中并行I／O文件分配问题进行了研究,提出一种新的动态文件分配算法一启发式负载与服务时间变化综合平衡策略。该策略将所需要的访问服务时间相似的文件分配到集群系统的同一结点磁盘上,并保证每个磁盘上的负载值不超过负载平衡的极限值,从而在所有结点磁盘间既基本实现负载均衡,又使每个磁盘上文件间的服务时间变化最小化。实验结果表明了该策略在性能提高方面的有效性。     

并行科学计算应用中采样数据的聚集I/O

采样数据的并行I/O制约一些并行应用的运行效率。设计、实现了采样数据的聚集并行I/O方法。该方法在客户端部署采样数据缓存,然后合并数据到输出进程,再存储到文件。为了保障并行程序长时间运行过程中采样数据的存储一致性,该方法在JASMIN框架中监测应用程序的运行状态,当并行程序发生负载平衡或者重启动时刷新或者恢复数据。I/O过程中,进一步使用HDF5的分块I/O提高列存储数据的读写效率。测试表明,新方法不仅具有较好的可扩展性,还能在具有负载平衡与重启动等复杂功能的并行应用中提高采样数据的并行 I/O 效率7.5倍以上。     

基于动态副本技术的云存储负载均衡研究

以系统总响应时间最小化为目标,以文件热度为依据,提出了一种多时间窗负载均衡策略。在计算文件热度时,不仅考虑了访问的次数和大小,还将I/O访问时序引入到文件热度统计中,该方法能有效控制短时间突发性数据访问导致的不必要副本创建。在多时间窗负载均衡策略中,设置了三种不同大小的时间窗口,分别实现了存储节点负载均衡、文件副本的负载均衡以及低热度文件多余副本的删除工作。实验数据表明,多时间窗负载均衡策略能显著降低I/O访问响应时间。     

分布式文件系统中的负载平衡技术

I／O，特别是存储系统成为了计算机系统结构的核心，因而用于组织存储内容并提供使用接口的文件系统中的负载平衡研究也成为提高整个系统性能和可扩展性的重要组成部分。在分析现有文件系统负载平衡技术的优缺点的基础上，提出了一种动态的负载平衡技术，并给出此技术的实现方案和可行性分析。     

基于SANs模型的一种并行I/O系统的可用性评估

并行I/O系统是高性能计算机系统的一个重要组成部分,其可用性水平对整机系统性能的发挥具有重要作用。采用SANs(Stochastic Activity Networks,随机行为网)模型及其支持工具Mobius,对一种大规模并行I/O系统建立可用性评估模型,并采用模拟方法进行解析。模拟结果反映了全局文件系统数量、单一文件系统内最小可用OST(Object Storage Target,对象存储目标)数量和系统维修时间等参数的变化对全系统可用度的影响,对于大规模并行I/O系统的设计与维护具有积极的参考价值。     

面向多媒体系统的负载均衡策略研究

随着多媒体应用的普及,面向多媒体应用的并行文件系统负载均衡策略的研究具有现实意义。本文根据视频点播等多媒体应用的特点,提出了面向多媒体应用的并行文件系统动态负载均衡策略,构建了该策略的均衡模型,提出了适于多媒体服务系统的动态调度算法,并对该算法进行了性能分析。最后建立了NFS文件系统负载均衡实验环境,测试了该策略的高效性,充分证明了所提出的面向多媒体应用的并行文件系统负载均衡策略的优势。     

并行文件系统I/O特征

并行文件系统是并行计算系统的存储子系统,I/O性能是并行计算系统研究的重要方面.本文分析了并行文件系统I/O研究的难点,研究了并行文件系统的I/O特征和关键技术,指出了并行文件系统I/O性能研究未来的研究方向,为并行计算系统的设计和优化提供重要参考.     

曙光并行文件系统DPFS的研究与设计

并行文件系统是高性能计算系统中的快速I／O库。它的目的是为并行计算应用提供快速Input／Output的手段。文章总结了并行应用程序的读写特点,其中的关键问题和在并行文件系统的通常使用的技术,并以此为基础设计了面向曙光高性能服务器的曙光并行文件系统（Dawning Parallel File System,DPFS）。