基于高性能计算环境的计算应用社区

中小企业是支撑我国经济发展的重要支柱,而高性能计算在推动科技创新中具有重要作用,二者的结合具有重要意义,然而高性能计算技术门槛较高,一定程度上阻碍了中小企业对此技术的有效应用.基于高性能计算环境,建设便捷易用的高性能计算应用社区,目的是探索基于高性能环境的中小企业数值模拟与计算服务社区服务机制,降低中小企业使用高性能技术的门槛,并建立了一套面向中小企业需求的服务规范.     

国家高性能计算环境资源评价规范研究

高性能计算资源作为科技创新的重要手段,是当代科技竞争的战略制高点,能集中体现一个国家的综合实力。国家高性能计算环境聚合了国内优秀的高性能计算资源,面向用户提供高效、便捷的高性能计算服务。为加强环境建设、提高服务质量,本文提出了一套可以量化网络服务水平和集群计算服务水平的规范,为高性能计算环境的准入提供理论依据,支持和引导用户合理使用资源,形成全局统筹的资源布局。本文首先提出对高性能计算资源服务水平的评价标准,针对资源的性能、可用性、安全性、可靠性、需求管理、技术支持和服务响应这些内容分别展开介绍。然后介绍了这些评价标准的计算方法,为评价标准的确立提供理论基础。最后以提出的资源评价标准为依据,对资源的分级标准进行制定并提出高性能计算环境的准入标准。     

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。     

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。     

基于国家高性能计算环境的教育实践平台建设

目前我国超算应用研发人员的缺乏,已经严重制约迅猛增长的超算应用需求,因此亟须大力发展高性能计算教育,提升学生和从业人士的并行计算思维和应用研发能力。文章分析现有高性能计算教育实践模式的问题,介绍国家重点研发计划高性能计算专项"基于国家高性能计算环境的教育实践平台"的建设过程和主要构建方法。     

远程高性能计算软件环境需求及架构设计

高性能计算软件环境对高性能计算机的推广应用具有重要意义。针对高性能计算的一般过程,本文讨论了高性能计算软件环境的需求,给出了远程高性能计算软件环境的架构以及客户端和计算服务器软件的结构设计,探讨了客户端和计算服务器间信息报文的主要类型及报文格式。     

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。     

国家高性能计算环境事件流系统的设计

国家高性能计算环境是由中国众多国家级计算中心和高校的计算集群聚合而成的大型高性能计算环境,为国内研究人员提供优质计算资源。出于维护环境正常稳定运行的目的,环境管理人员需要获取环境内部所发生的各种事件信息,以确保及时迅速地对环境产生的问题进行处理。针对这种需求,设计了国家高性能计算环境事件流处理与分发系统,用于对环境各类事件进行收集和按类型分类,最终提供给对事件有需求的环境应用。在该系统中,事件工厂模块负责对环境的各种事件进行格式解析以及初步过滤和处理等加工工作,然后将加工过的事件封装为统一的接口格式对外发布。初步实现了事件流系统的各部分功能,将其部署到国家高性能计算环境中,并对该系统的事件处理延时进行测试。实验结果表明事件处理过程的延时很低,可以满足对事件时效性的要求。     

基于高性能计算环境的HPC算力编程模式

【目的】随着云计算、大数据、人工智能等技术的兴起和广泛应用,促进了基于多元算力的融合计算发展。在国家“东数西算”战略的指引下,充分发挥HPC算力优势,提供新型HPC算力编程模式,是新一代计算基础设施可编程能力的重要变革。【方法】分析了高性能计算环境服务模式发展和现有计算环境下不同的编程模式,提出了基于高性能计算环境的HPC算力编程模式HPC as a function,定义了HPC算力和任务模式的基本抽象,以及HPC算力编程模式的参考体系结构。【结果】HPC算力编程模式可支持科研业务中融合计算对HPC算力的基本需求,可将适用于HPC的计算任务分发到合适的计算资源执行并有效管理,相比传统的工作流系统提供了更大的灵活性和可编程性。【结论】HPC算力编程模式可望有效提高“东数西算”计算基础设施的可编程性。     

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。     

微/纳米机器人在生物医学中的应用进展

精密医学是现代生物医学发展的重要方向,而微/纳米机器人的出现推动了精密医学的发展.这些小型化机器人通过自组装、电子束沉积和3D打印等方法制造,能够引发化学反应或在超声波、光场、磁场等外部场以及微生物(细胞)的作用下运动.它们在生物医学中的用途广泛,能够通过装载药物颗粒、生物试剂和活细胞等来实现精准的货物输送;也可作为一...     

基于Web Services的分布式应用研究

对Web Services的架构和特点进行了详细的剖析和讨论,介绍了目前最具有代表性的Web Services构建平台。利用Web Services。能够创建出可供任何人从任何地方使用的功能强大的应用程序,并极大地拓展了应用程序的功能,实现了软件的动态提供。Web Services是下一代的WWW它允许在Web站点上放置可编程的元素。能进行基于Web的分布式计算和处理。     

基于云服务的Java虚拟教学环境应用研究

随着云服务教育技术的发展,高等院校Java教学模式发生了重大的改革和变化。详细地分析了传统教学模式存在的不足,阐述了虚拟教学环境的背景理论,同时给出了基于云服务的Java虚拟教学环境功能和系统架构,激发学生学习积极性,创新教学模式。     

TELEMAC: An efficient hydrodynamics suite for massively parallel architectures

This paper investigates the use of TELEMAC (a Finite Element-based hydrodynamics suite) on massively parallel computer architectures. The performance of TELEMAC is illustrated using two separate test cases. The first considers the use of TELEMAC-2D for simulating tidal currents in the vicinity of a renewable energy marine turbine farm, in order to provide reliable estimates of the expected energy yield. The second demonstrates the use of TELEMAC-3D for assessing the effects of fresh water discharges on the salinity distribution in a coastal lagoon. The simulations have been performed with meshes ranging from 2 to 12 million elements, and good scaling performance is achieved on a variety of different computer architectures.     

基于HTTPS的云服务环境构建

在云计算高速发展的形势下,国内外越来越多的企业和个人将服务向云上迁移,从而实现敏捷、灵活管理,降低IT成本,以提高企业在新时代下发展动力和竞争力。本文提出基于安全超文本传输协议(HTTPS)的云服务环境的构建方法。通过云服务器的简单高效、安全可靠、处理能力可弹性伸缩等特性,并结合HTTPS的加密优势,从而达到为企业和个人不同的路径上提供不同的解决方案,并提供完备的解决方案,从而帮助企业和用户快速地搭建云服务环境。     

基于ESB的BPM平台的研究与实现

从系统的角度研究了一种基于ESB的BPM平台NpuESB的设计与实现.在设计符合JBI规范的分布式企业服务总线技术的基础上,提出一种分层体系结构的BPM平台设计方案.研究了设计与实现过程中的关键技术,提出了基于Pi演算的BPM环境中的流程建模方法和分布式ESB的设计方案.通过引入中央服务器实现了ESB环境和流程的集中管理,实现了可视化的流程和ESB管理工具.原型系统的应用实验证实了系统的有效性和实用性.     

一种高性能并行计算网络-RHiNET

RHiNET是用于构建高性能分布式并行计算系统的光互联网络 ,它由协议、网络接口、交换机和光链路四部分组成 ,有三代实验产品面世。在全面介绍以上各部分的结构、特点后 ,还与其它一些高性能互联网络和标准进行了比较。     

考虑虚拟机间性能互扰基于排队网的多层Web应用性能分析模型

多层Web应用性能分析是实现资源动态分配和管理、保证多层Web应用性能的重要因素之一.传统的多层Web应用性能分析模型往往假设服务器部署在无性能互扰的服务器环境中且忽略了逻辑资源服务能力对多层Web应用性能的影响.随着云计算的发展,底层物理资源可以通过虚拟化方式形成虚拟资源并向外提供服务,这为多层Web应用的性能保证提供了有效支撑.因此,如何考虑虚拟机性能互扰以及逻辑资源服务能力对多层Web应用性能的影响已经成为云计算环境中多层Web应用性能分析所需解决的关键问题.为此,构建了一个基于排队网的多层Web应用性能分析模型,该模型通过丢弃队列来对目前多层Web应用性能分析模型在并发数限制方面进行扩展,在考虑虚拟机间性能互扰的基础上,提出了多层Web应用性能分析模型参数求解方法.实验结果验证了所提出的多层Web应用性能分析模型的有效性.     

HSWAP:适用于高性能计算环境的数值模拟工作流管理平台

针对高性能计算（HPC）环境中的"建模、计算、分析、优化"一体化应用构建的问题，设计了支持数值模拟软件封装和数值模拟工作流交互设计的数值模拟工作流管理平台——HSWAP。首先，基于对数值模拟活动的运行特征共性建模构建组件模型；然后，利用工作流表达数值模拟活动间的控制、数据依赖关系，建立形式化的数值模拟工作流模型，所形成的工作流模型可在平台中自动解析并适配高性能计算资源，从而实现批量关联数值模拟任务的自动生成与调度，为领域用户屏蔽高性能计算资源的使用细节。平台提供Web Portal服务，支持图形数值模拟程序的交互界面推送。目前该平台已在超算中心实际生产环境得到部署应用，可在2人月内完成包含10个以下数值模拟软件、20个以内计算任务节点的数值模拟工作流的集成。