Beowulf并行计算系统的研究与实现

由高档微机或RISC工作站通过高速局域网连接呵成的集群系统的实现，使高性能计算机从研究与应用领域走进普通领域。该文介绍了如何在Linux操作系统下基于分布式存储结构构造一个由普通微机组成的Beowulf并行计算系统的方法。通过编制的并行计算算法对该Beowulf系统进行了并行效率的实际测试，测试结果表明该Beowulf系统具有很高的并行计算效率和并行加速比。     

基于Linux集群的并行环境简单架设*

并行计算在各个领域的应用越来越广泛,而基于Linux集群的MPI并行环境是一个廉价、高效的并行计算系统。介绍了两种简单的基于Linux集群的MPI并行环境的构建方法,并且提供了软件的详细配置过程。     

基于Linux集群电磁散射并行计算实现

工业应用,特别是军事应用对计算电磁学(CEM)的需求提出挑战,解决电大尺寸电磁散射问题(物理尺寸/λ》1)的有效方法是采用并行计算技术．给出了MLFMA算法基于Linux集群技术的并行实现,并给出了电大尺寸目标电磁散射的计算实例．由于这种并行化方法只是充分利用已有的工作站,编程容易,所以是一种值得推广的并行化实现方法．     

构架Linux环境下基于MPICH的工作站机群

本文详细地介绍了在Linux环境下如何构架基于MPICH的工作站机群,给出了具体的步骤和基本配置过程。最后采用并行求和算法、矩阵相乘并行算法和Multisets并行归并算法在该机群上进行实验测试。测试结果表明,该机群并行计算环境运行正常、稳定,该机群比在windows2000环境下的并行效率高1.12%。     

松散耦合系统上的共享存贮并行计算

介绍工作站网络上并行计算的概念，意义，和计算模型，重点讨论了基于分布式共享存贮器的网络并行计算，提出了作者自己的思想方法和并行程序设计模型。     

Linux环境下构架基于PVM的并行机群

详细地介绍了在Linux环境下如何构架基于PVM的工作站机群．给出了具体的步骤和基本配置过程。最后采用并行求和算法在4节点机群上采用Master／Slave编程模型进行实验测试。测试结果表明,该机群并行计算环境运行正常、稳定,数据规模越大．并行效率越高。当数据规模达到10^9数量级时,其并行效率达到100％。     

局域网分布式并行计算环境的建立及应用

主要介绍了以PVM系统作为局域网并行计算平台,在工作站机群上,建立了局域网分布式并行计算环境,简单介绍了在此并行环境中开发的多层二维二相油藏数值模拟的并行计算软件,利用工作站机群开发并行油藏模拟软件是为了探索解决大规模油藏模拟的行之有效的方法。     

基于块同步模型的并行遗传程序设计方法

采用并行计算方法可以有效避免遗传程序设计执行周期长的缺点。在分析遗传程序设计原理及块同步并行计算模型的基础上,以Linux多处理机系统为物理平台,实现了基于粗粒度并行模式的遗传程序设计方法,并对人工蚂蚁问题求解时处理机数与进化代数的关系进行统计和分析,实践表明采用并行计算模式可以更快的获得最优解。     

基于处理能力预约的工作站机群协同调度

本文提出了一种基于处理能力预约的工作站机群协同调度方法,它以一定的处理能力为基础,对参与并行计算的所有工作站进行处理能力的预约,使得并行程序以协调一致的步调得到执行。模拟结果表明,这不仅提高了应用程序所能获得的有效并行计算性能,而且还提高了处理器的利用率,同时它在不同应用环境一的适应性好。     

Linux获美国政府青睐

在美国政府第一个有关Linux操作系统的IT项目招标中,美国国家海洋和大气管理局选中了基于Linux操作系统的超级计算机,这种基于Linux的超级计算机将极大地提高国家海洋和大气管理局预报灾害天气的能力。在这项共计1500万美元的项目下,高性能技术公司将在位于科罗拉多的国家海洋和大气管理局的天气预报系统实验室第一次大规模安装康柏公司的XP1000 Alpha工作站,这种工作站采用的是Linux系统。据美国海洋和大气管理局的官员说,这批工作站共有277台,可以在一秒中计算3000亿次,是天气预报实验室现有计     

一种分布式并行处理模型的研究

分布式并行处理能够满足基于计算机网络的快速计算的需要。分析了分布式并行处理及几种常见的分布计算模型的特点,给出了适用于ＭＲＣＷ系统的分布并行处理模型及其实现方法,并对该系统的任务分配,容错处理等问题进行了探讨。     

基于MPI高性能计算的方法研究

并行处理在计算能力方面与单处理器的串行处理相比有着无可比拟的优势。个人计算机和网络成本的下降使得使用分布式系统进行并行处理的现象越来越普遍,而分布式网络系统中多采用MPI作为并行编程标准。为了减少程序运行时间,改善MPI计算的性能,负载均衡方法尤为重要,本文提出一种在MPI并行处理中负载均衡的方法,可以按照节点的计算能力和负载情况,在节点之间分配和迁移任务。实验表明,本文提出的方法可有效提高MPI并行处理的性能。     

基于Hash函数的分布式路由算法

随着Internet的发展,路由器成为了网络性能的瓶颈。路由算法的效率和鲁棒性成为网络研究领域的热点之一。分布式系统采用并行运行,避免了单点故障。本文提出的分布式路由器使用IP做为任务分配粒度,利用Hash算法实现负载均衡。改进了基于心跳和检测点的故障检测机制,在较低的系统开销下缩短了系统检测的响应时间。仿真试验的结果表明,该机制可行且高效。     

MapReduce并行加速数据流多模式相似性搜索

设计时间序列数据在Hadoop分布式文件系统（HDFS）中的有效存储方式,利用分布式缓存工具Distributed Cache将各子序列分发到Hadoop集群的计算节点上,将动态时间弯曲距离矩阵划分成多个子矩阵,采取并行迭代计算每条反对角线上子矩阵的方法,基于MapReduce编程模型,实现高效并行计算时间序列动态弯曲距离,通过改进剪裁冗余计算方法,设计实现一种数据流多模式相似性搜索并行算法。中国雪深长时间序列数据集的实验结果表明,当每条时间序列的长度达到5000以上时,并行计算动态弯曲距离所需时间少于串行计算所需时间,当每条时间序列的长度达到9000以上时,参与计算的集群节点越多,并行计算所需时间越少;当模式长度达到4000、参与计算的集群节点数达5个以上时,从数据流中并行搜索出与模式匹配的相似子序列所需时间约为串行搜索所需时间的20%。     

应用预测链接的分布式社会网络隐私保护方法

针对单机工作站环境下处理大规模动态社会网络图时执行效率低,以及动态社会网络发布中数据可用性较差的问题,提出基于预测链接的分布式动态社会网络隐私保护方法D-DSNBLP。该方法通过Pregel-like消息迭代更新模型,实现匿名大规模图数据的并行处理。首先通过快速迭代完成结点分组;其次根据各个组内的结点属性值并行构建候选结点集合;最后通过构建互斥边集合添加边,实现结点的隐私保护。实验表明,D-DSNBLP方法提高了大规模动态社会网络发布的效率,保证了匿名图的数据可用性。     

基于生物计算的分布式计算系统

分布式计算技术提供了充分利用现有网络资源的有效途径。该文论述了基于解决生物计算中难解问题的具有开放接口的分布式并行计算系统的设计与实现技术。系统兼有开放式、异构性、容错性与易用性等特点。讨论了系统的容错性机制、检查点策略及任务调度算法。对Motif Finding问题的求解验证表明,分布式并行计算机制能大大缩短问题的求解时间,为计算领域的难解问题提供有效的解决途径。     

基于MPI的并行算法性能分析器的设计

以MPI为基础,以高斯消去法求解线性方程组的并行算法为实例,设计了分析并行算法性能的分析器,该分析器能够调度网络上多台计算机协同合作进行并行计算,并分析并行算法相对于串行算法的性能优势.     

Topology mapping of irregular parallel applications on torus-connected supercomputers

Supercomputers with ever increasing computing power are being built for scientific applications. As the system size scales up, so does the size of interconnect network. As a result, communication in supercomputers becomes increasingly expensive due to the long distance between nodes and network contention. Topology mapping, which maps parallel application processes onto compute nodes by considering network topology and application communication pattern, is an essential technique for communication optimization. In this paper, we study the topology mapping problem for torus-connected supercomputers, and present an analytical topology mapping algorithm for parallel applications with irregular communication patterns. We consider our problem as a discrete optimization problem in the geometric domain of a torus topology, and design an analytical mapping algorithm, which uses numerical solvers to compute the mapping. Experimental results show that our algorithm provides high-quality mappings on 3-dimensional torus, which significantly reduce the communication time by up to 72%.     

集散控制系统组网问题研究

随着网络技术的发展，集散控制系统已成为工业控制系统主流。本文通过工厂实际组网的几种情况研究，阐明了三层网络技术在集散控制系统设计和组网中的具体应用方法。     

一种应用于宽带分布式并行服务器Ad hoc网络的MAC协议

分布式并行服务器具有高的整体性能,用它作为网络服务器的Ad hoc网络,会体现出更好的服务性能。然而,无线系统的带宽有限,因此信道资源分配算法直接影响着分布式并行Ad hoc网络的性能。本文提出了一种适用于分布式并行Ad hoc网络的MAC协议DPACP,它根据通信节点的状态进行有选择的区分服务,采用混合服务规则满足不同优先级分组、不同通信节点的QoS需求。仿真表明,该协议对不同优先级分组均有良好的适应性,满足不同优先级的性能需求,对多业务的综合服务系统具有很强的适应性,从而使系统的稳定性大大增强,适用于分布式并行Ad hoc服务网络和用户网络。