计算预知未来——基于国家高性能计算环境的生物医药应用服务社区

基于国家高性能计算环境的生物医药应用服务社区得到了国家十三五重点研发专项的继续支持,通过项目实施将进一步推进高性能计算在生物信息和药物研发领域的应用服务。项目将从生物医药应用服务社区、精准医疗和个性化药物应用示范两个课题开展社区建设和应用服务推广的研究,为患者量身设计出最佳治疗方案,以期达到疗效最大化和副作用最小化;为医院临床研究提供可能的更精准更个性化的医疗解决方案,产生经济和社会效益。     

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。     

基于工作流的气象高性能计算用户环境

分析气象数值预报业务系统的特点,引入工作流思想,从业务流程定义、引擎系统、监控系统等方面设计并实现气象高性能计算用户环境。扩展各种关系依赖和流程语义,设计基于shell适配器的引擎系统和基于插入式组件的监控系统,从而增强系统的灵活性和适应性,在气象高性能计算用户环境中得到较好应用。     

基于GMA的轻量级高性能计算环境监控

针对高性能计算环境监控的一般要求,分析对比现有的监控体系结构,设计了基于GMA体系结构的监控系统,详细介绍了设计中的几个关键问题,并给出了解决办法,最后实现了一个轻量级且高效的高性能计算环境作业监测系统。     

浅谈高性能计算的地位及应用

高性能计算已被公认为继理论科学和实验科学之后,人类认识世界改造世界的第三大科学研究方法。高性能计算应用在高性能计算技术的支持下为我国的科技创新作出了巨大贡献,并且和高性能计算技术在相辅相成中不断发展。从应用的角度概要总结了高性能计算的作用和地位,列举了几个产业化相关的高性能计算应用,介绍了作为公共服务平台的上海超级计算中心的情况。     

基于模板的高性能计算应用封装方法

提出一种基于模板的高性能计算应用封装方法——HPC-APT。该方法具有平台无关性,并且语法简单、易于维护和扩展、用户界面友好。HPC-APT可应用于现今主流的网格中间件或云计算平台上,支持Web和Windows应用。HPC用户可以通过Web或Windows应用界面向远程HPC集群提交作业,从而降低使用HPC的准入门槛,提高HPC集群的可用性。     

基于高性能计算环境的LOD技术在虚拟现实中的研究与应用

本文依托高性能计算平台节点,使用Virtool建模软件为开发环境,结合LOD技术以增强三维建模技术中大量存在且相对较低的质量图像的真实感、实时性与交互性,取得了良好的现实效果。     

高性能计算环境通用计算平台

随着高性能计算环境的持续运行,用户的计算需求快速增长,对资源的需求不断上升.环境急需扩充资源以提供更强大的计算能力,满足不同应用领域的计算需求,同时也对环境扩展性、易用性和可靠性提出更高要求.高性能计算环境通用平台从底层设计到上层页面实现了全新的蜕变,从用户角度出发设计了相关的功能模块,为用户提供更加优质的服务.本文围绕国家高性能计算环境通用计算平台展开叙述,重点介绍平台的整体结构、采用的关键技术、相关模块以及实现过程和最终效果.通过部署测试表明通用计算平台可满足现有用户的需求并将进一步扩大高性能计算环境的用户群,推动高性能计算在更多领域的发展,提高国家高性能计算环境影响力.     

面向服务的网格高性能计算策略

网格技术和Web服务的发展，促成了服务计算的诞生和发展．本文在面向服务的架构下，重新研究传统计算网格下的高性能计算．首先，针舛高性能计算应用的特点，结合面向服务的思想，提出了一种层次资源管理体系结构．其次，分析了适用于网格环境的高性能计算应用的程序结构，并通过有向无循环图（DAG）加以表示．第三，基于上述的资源管理体系结构和高性能计算应用模型，提出了一种改进的动态优先级调度算法．最后，通过仿真实验，分析了提出的算法的性能，实验结果表明提出的算法适用于网格环境，进而验证了本文提出的面向服务的网格高性能计算策略的有效性．     

高性能计算系统中的服务质量研究

高性能计算系统的资源管理以集群作业管理为主,这种粗粒度的管理方式缺乏有效的作业资源控制手段,不能准确了解作业的资源需求,在一定程度上仍然不可避免计算资源的浪费.针对高性能计算系统中高效利用系统计算资源的问题,提出并实现了基于操作系统的QoS服务质量框架,对作业资源使用进行细粒度的统计与控制,实现了资源的动态控制与协商机制,完善作业加载与调度策略,在高效利用系统资源方面取得了较好的应用效果.     

一种分布式环境下的新型高性能计算平台

分析了采用志愿机模式的网络计算平台的特点，针对其不足．提出了一种分布式环境下的新型高性能计算平台NH-PCP（A Novel High Performance Computing Platform in Distributed Environment）．该平台具有可扩展性和容错能力，采用对象串行化技术能够使应用程序跨平台运行．NHPCP具有友好的用户界面，提供一套简单易用的API（Application Programming Interface）函数调用，任何大计算量的、可以分解成独立计算子任务的应用都可以方便地利用该平台运算．基于该平台具体实现了两个典型的并行应用实例，通过对实验结果的分析，总结了适合于本计算平台的并行应用的特点．     

网络环境下高性能计算的可视化

本文介绍了在“先进计算基础设施”环境中实现科学计算可视化的方法 .该环境对可视化提出了较高的要求 :一方面 ,客户是通过 Internet观察这些结果的 ,没有事先安装任何软件 ;另一方面 ,高性能计算结果的可视化数据规模又非常大 ,必须用动态三维图像展现 .因此 ,传统的可视化手段难以同时满足这两个目标 .本文基于 Java的 Java 3D建立了三维可视化环境 ,实现了从 Internet自动安装用户端运行环境 ,并能通过传输控制三维模型的代码 ,在用户端快速生成可视化图像 ;同时 ,结合 Applet与 Servlet交互技术 ,在用户观察当前可视化结果的同时 ,分解传输有效数据来控制三维模型后续的运动 ,使跨网可视化的动态效果接近于本地运行的水平 .     

基于工作流的高性能计算用户环境的设计

面向行业的高性能计算越来越复杂,一个任务的完成不仅仅需要计算服务,还需要数据服务以及各种辅助设备服务.依靠作业管理系统构建的高性能计算用户环境仅仅支持作业间的时序依赖,没有容错机制和健全的流程控制,不能完全满足日益复杂的面向行业的高性能计算用户的需求.基于工作流构建的高性能计算用户环境,在石油物探行业得到了较好的应用.它不仅便于业务流程的创建和控制,而且扩展了各种关系依赖和流程语义,特别是具有检查点功能的基于事件模型的工作流引擎,给系统提供了可靠性保证.这使得基于工作流的高性能计算用户环境能够灵活地适应不同用户环境的变化.     

基于IA架构的高性能计算平台的研究

目前众多领域对大规模计算逐渐显示出一种迫切的需求,集群技术在高性能计算领域中的理论研究和实践越来越得到广泛的关注。高性能计算是解决大规模聚变模拟计算的有效途径。本文介绍如何基于集群技术构建聚变研究高性能计算系统,分析了系统的基本体系结构,从硬件和软件两个方面详细解析其高性价比的构建技术。