高性能计算服务环境应用编程接口

高性能计算服务环境主要面向用户、科研团队提供高性能计算服务.随着环境接入的超算中心以及应用社区和业务平台越来越多,超算中心以及社区和业务平台的用户希望能够使用原有账号登录高性能计算环境使用资源.高性能计算服务环境目前提供的应用编程接口仅支持通过LDAP认证的网格账号.为使得应用社区和业务平台用户使用自己原有的登录方式认证通过后就可访问高性能计算服务环境,我们重新设计开发了高性能计算服务环境应用编程接口.本文着重介绍新版应用编程接口的结构与部署实现,并通过用例来说明如何调用新版接口.新版接口为社区和业务平台接入高性能计算环境提供了更方便且安全地支撑.     

面向科学计算的网格环境

为了充分整合分布的高性能计算资源,本文提出一种面向科学计算的网格环境,旨在形成一个可统一管理和运行维护的虚拟的超级计算机资源,面向用户提供统一、易用、可靠的科学计算服务。面向科学计算的网格环境通过轻量级网格中间件SCE汇聚资源,支持作业的全局调度、数据的统一管理视图,面向用户提供命令行和网格门户两种使用方式,并提供编程接口供专业社区和学科平台二次开发使用,满足不同层次的用户需求。目前,面向科学计算的网格环境已经在中国科学院超级计算环境(ScGrid)中得到应用和用户认可。     

HPSEPS 在元与神威 • 太湖之光上的移植和性能分析

“神威·太湖之光”高效能计算机系统是世界上首台峰值运算速度超过 10 亿亿次量级的超级计算机,HPSEPS (High Performance Symmetric Eigenproblem Solvers) 是自主开发的大规模对称稠密矩阵特征问题并行求解器,包括标准对称稠密矩阵特征问题的并行计算方法, 对大规模数据问题的计算,表现出较好的性能,本文分别在中科院的“元”超级计算机上和神威·太湖之光超级计算机上进行了移植, 对比了两种超级计算机的系统性能, 并且在“神威·太湖之光”上分别链接适合其异构众核结构的 xMath 数学库和 mkl 数学库, 对求解器在链接两种不同数学库的计算机效果进行了测试与分析。     

基于 REST 风格的科学计算环境 Web服务 API

基于 Web 页面的计算门户提供了简单易用的用户使用界面,这些门户需要访问异构的计算机群。本文研究和实现基于 REST 风格的科学计算环境 Web 服务 API (SCEAPI-REST),其核心思想是充分利用 Web 服务在复杂系统中的集成优势以及 REST 风格的 API 跨平台和跨编程语言的特性,为开发者提供简单易用的计算机群开发接口,包括用户管理、资源查询、作业管理和文件传输等功能。基于 SCEAPI-REST,开发人员不再需要解决机群访问的繁杂问题,只需要专心构建面向科学计算的终端软件。该 API 已经应用到计算化学、材料科学、生物信息等多个领域的专业社区和工具软件。     

互联网的“后天”是网络——城市信息化 网格先行——访上海市超算中心总工程师桂亚东

6月23日，记者采访了上海市超级计算中心(以下简称超算中心)总工程师桂亚东。对于网格，超算中心有着自己的理解。桂总介绍说，超算中心成立时的宗旨是为全上海及周边地区提供公共计算服务。有了网格概念之后，超算中心的资源就变成了网格中最大的一个共享资源池；并且，资源池中的计算资源、存储资源、程序资源和数据资源不是孤立存在的，而是封装成一个个服务，便于用户使用。     

化学专业数据库知识产权保护的探索

为了探讨科学数据库知识产权保护与数据共享问题,从化学专业数据库角度出发,研究科学数据库知识产权保护所需的条件,即“额头出汗”原则和独创性原则。结合自身特色阐述了化学专业数据库为了让数据库得到版权保护,并能创造更好的知识产权保护环境,而在知识产权保护方面的采取的应对策略和措施。介绍了化学专业数据库在转变服务模式、增加数据创新等方面的探索,尝试解决科学数据库知识产权保护和数据共享之间的矛盾,以更好的适应知识产权时代。     

基于云计算的科技资源信息共享模式的构建

随着我国电子政务系统的不断升级换代,各个地区和各个业务部门的应用系统已经开始逐步完善起来,但是由于信息化技术水平的限制,造成了大量的人力和物力的浪费,很多业务服务系统之间不能实现信息共享,“信息孤岛”问题越来越突出,如何避免该问题的重复再现,一直是一个研究的热点课题。伴随着当今云计算技术的推广,使用云计算实现大规模数据存储和计算,以及使用云平台整合服务和构建新的应用服务将有助于解决以上问题。本文提出一种基于云计算的平台共享范式,意在解决地区科技资源的信息共享,并实现科技资源数据的大规模存储,防止信息系统碎片。     

自媒体时代的数字内容创作与出版

随着互联网和信息技术的快速发展,媒体环境发生了显著的变化,自媒体开启了个体传播的时代, 因而媒介无所不在,出版行业必须与无所不在的新媒介在融合中创新发展。本文分析了传统出版在流程和体系上的优势,并指出自媒体传播开放和众智的特点,在此基础上提出融合传统出版和自媒体的优势,进行自媒体数字内容创作与出版业务流程再造,构建自媒体创作与出版云平台,以平台化服务让繁杂的出版流程对用户透明,并且集成整合出版产业链上的第三方发行、传播和支付服务,形成自媒体数字内容创作与出版的互联网闭环应用,探索和创新“互联网+出版”的业务发展模式。     

数字化技术让沉睡在标本馆里的睡美人活起来——“国家标本资源共享平台及其应用”专刊序言

本期《科研信息化技术与应用》的“国家标本资源共享平台及其应用”专刊刊登了 13 篇文章,其中综述性论文 4 篇,技术性论文 3 篇,应用类论文 6 篇。本专刊全面系统地介绍了我国标本数字化的最新进展及其在各个不同学科不同层次的应用。首先对国内外生物标本资源数字化进展进行了分析和介绍,重点对我国国家标本资源共享平台从不同侧面,系统而全面地进行了分析,并对我国今后标本数字化提出了非常具有建设性的建议;然后基于 NSII 网页浏览日志中标本查询页面中的用户检索关键词进行了分析,一定程度上揭示用户对不同物种、不同地理分布和馆藏分布的关注度,从而确定热点物种;并分别详细介绍了植物、动物和岩矿子平台标本数字化、平台建设、数据资源、专题库建设、以及为相关领域研究提供的服务。国家标本资源共享平台除了提供标本数据服务外,还为各具特色的专题数据库建设、各种专题研究提供了很好的空间和相关技术服务;生物多样性数据 Gap 分析、可视化分析、三维展示技术、多媒体技术等在标本数字化展示和相关研究中得到了很好的应用。     

基于Linux的超算系统中Windows应用程序运行环境探究

超算系统大多是基于Linux操作系统搭建的,限制了基于Windows操作系统的应用软件使用。此外,超算系统操作的高门槛使不熟悉Linux操作系统的用户望而却步,造成超算系统用户流失。基于Linux超算系统环境,探索兼顾超算系统运维管理便利性的Windows应用程序使用方法。研究通过X11转发、Wine和虚拟化等技术,为用户提供兼容超算作业调度系统Windows应用程序运行环境,同时提供安全、稳定的用户个人文件访问方法。所采用的配置方法与实例,可为具有类似需求的超算中心提供解决方案,从而拓宽用户软件应用范围,提高用户满意度。     

Editorial: Internetware of the Age

While the infrastructure of computing shifting from isolated computers to Internet-linked resources, the software industry transfers its focus from computing products to dependable services. That''s one of the reasons why pervasive computing, grid computing, service computing and cloud computing are introduced on the open and dynamic Internet-linked platform. The communication abilities it introduced enable various resources exchanging and sharing freely, and participating in the community in the social network. There are three layers in such a platform: computing infrastructure, software services and information web. The underline layer, computing infrastructure, provides computing and communication facilities, and the surface layer, information web, is full of information recombination and consuming. The layer of software services serves as a factory to process constantly emerging and heterogeneous dynamic information using distributed, autonomous, and evolvable computing facilities. Therefore, services provided by such software systems should be adaptive, situational, trustworthy, autonomous and etc. To achieve flexible objectives, these services can be coordinated in various styles such as integration, cooperation, orchestration and etc. A portmanteau term \Internetware" is used     

基于可信计算的云用户安全模型

随着云计算的发展,它的安全问题不容忽视。根据云用户所面临的数据安全及身份的隐私性问题,提出了基于可信计算的云用户安全模型。安全模型以可信计算技术为支撑,除了采用传统的安全策略外,提出了建立私有虚拟机,为用户提供一个私密的运行空间,防止其他恶意用户或管理员访问该虚拟机;给出了用户信息匿名化的方法,当高安全级用户申请服务和变更服务时保证用户身份信息的私密性,防止服务提供商恶意利用和泄露用户信息,为用户提供一个安全的运行环境。     

Sigiri: uniform resource abstraction for grids and clouds

With the maturation of grid computing facilities and recent explosion of cloud computing data centers, midscale computational science has more options than ever before to satisfy computational needs. But heterogeneity brings complexity. We propose a simple abstraction for interaction with heterogeneous resource managers spanning grid and cloud computing and on features that make the tool useful for the midscale physical or natural scientist. Key strengths of the abstraction are its support for multiple standard job specification languages, preservation of direct user interaction with the service, removing the delay that can come through layers of services, and the predictable behavior under heavy loads. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

云计算环境下的软件测试服务分析

信息技术的快速发展为各行业领域注入新鲜的活力。以软件测试服务为例,传统测试方法应用下,测试效率 难以得到保障,且需耗费较多成本,而云计算环境下,软件测试更具便捷、高效等特点,且带有一定的自动化特征。本文主要对 云计算技术的相关概述、传统软件测试的主要方法、云计算环境下软件测试服务交互平台的设计以及软件测试中测试云系统 的构建进行探析。实现云计算环境下的软件测试,满足现代软件测试高效、便捷等要求。     

Maintenance of sustainable operation of pipeline-parallel computing systems in the cloud environment

This paper reviews the model and algorithm for the intelligent scheduling of a pipelineparallel computing process, which takes into account changes in the resource consumption of computing nodes. The solution is implemented in a virtual cloud environment, which provides security and accessibility of high-performance computing services due to the isolation of physical resources and the monitoring and optimization of their use, as well as the adaptive distribution of computational load.     

Investigation on runtime partitioning of elastic mobile applications for mobile cloud computing

The latest developments in mobile computing technology have increased the computing capabilities of smartphones in terms of storage capacity, features support such as multimodal connectivity, and support for customized user applications. Mobile devices are, however, still intrinsically limited by low bandwidth, computing power, and battery lifetime. Therefore, the computing power of computational clouds is tapped on demand basis for mitigating resources limitations in mobile devices. Mobile cloud computing (MCC) is believed to be able to leverage cloud application processing services for alleviating the computing limitations of smartphones. In MCC, application offloading is implemented as a significant software level solution for sharing the application processing load of smartphones. The challenging aspect of application offloading frameworks is the resources intensive mechanism of runtime profiling and partitioning of elastic mobile applications, which involves additional computing resources utilization on Smart Mobile Devices (SMDs). This paper investigates the overhead of runtime application partitioning on SMD by analyzing additional resources utilization on SMD in the mechanism of runtime application profiling and partitioning. We evaluate the mechanism of runtime application partitioning on SMDs in the SmartSim simulation environment and validate the overhead of runtime application profiling by running prototype application in the real mobile computing environment. Empirical results indicate that additional computing resources are utilized in runtime application profiling and partitioning. Hence, lightweight alternatives with optimal distributed deployment and management mechanism are mandatory for accessing application processing services of computational clouds.     

Towards an autonomic performance management approach for a cloud broker environment using a decomposition–coordination based methodology

Efficient resource allocation of computational resources to services is one of the predominant challenges in a cloud computing environment. Furthermore, the advent of cloud brokerage and federated cloud computing systems increases the complexity of cloud resource management. Cloud brokers are considered third party organizations that work as intermediaries between the service providers and the cloud providers. Cloud brokers rent different types of cloud resources from a number of cloud providers and sublet these resources to the requesting service providers. In this paper, an autonomic performance management approach is introduced that provides dynamic resource allocation capabilities for deploying a set of services over a federated cloud computing infrastructure by considering the availability as well as the demand of the cloud computing resources. A distributed control based approach is used for providing autonomic computing features to the proposed framework via a feedback-based control loop. This distributed control based approach is developed using one of the decomposition–coordination methodologies, named interaction balance, for interactive bidding of cloud computing resources. The primary goals of the proposed approach are to maintain the service level agreements, maximize the profit, and minimize the operating cost for the service providers and the cloud broker. The application of interaction balance methodology and prioritization of profit maximization for the cloud broker and the service providers during resource allocation are novel contributions of the proposed approach.     

基于云计算理论体系对云计算应用和实践的探索和展望

全面分析云计算理论和技术,提供一个比较系统完善的云计算概念框架。同时,简要介绍云计算在Google和Amazon的实践应用和云安全问题,使得云计算这种新兴科技进一步普及,并开辟新应用领域。所谓云计算,既是一种新的商业模式,又是互联网提供新的服务的技术核心,还是一种有别于现在计算技术的新的计算模式。其思想是将大量的网络连接的计算资源统一管理调度,构成一个资源集合,以服务于用户。云计算的出现可以说是计算科学的又一次革命。     

一种云计算安全模型与架构设计研究

由于云计算存在安全性的问题,使得原本具备大规模、动态、开放和分布式计算环境等优势的云计算目前更多的是以小规模、静态的私有云的模式出现。为了解决云平台的安全问题,文章从用户维、数据维、业务维和环境维构造相应的云安全服务平台及相关服务出发,基于Eucalyptus平台设计了一种轻量级的云计算多维安全平台架构。达到云平台安全、云服务安全和安全云服务,以满足在应用云计算提供服务的过程中所需的安全可信需求。     

云计算背景下计算机安全问题及对策

随着计算机行业的不断的发展,计算机行业已经走过了许多个阶段,云计算作为一种基于互联网的计算的模式,是计算机发展的一个新阶段。云计算为大型计算环境的构架提出了一个全新的视角以及实现方式,为计算机的发展开辟了一个新领域。云计算为实现软件的按需求服务和软件的基础资源化提供了一定的可能性,同时也为计算机信息安全提供了新的挑战。