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异构机群并行计算环境研究及应用

作　者: 邹晖
导　师: 罗省贤
学　校: 成都理工大学
专　业: 应用数学
关键词: 机群计算 并行计算环境 异构机群并行系统 网络 高性能计算
分类号: TP338
类　型: 硕士论文
年　份: 2002年
下　载: 204次
引　用: 3次
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内容摘要


随着计算机应用的广泛与深入，需要处理的数据量越来越大，在单台计算机处理能力有限的情况下，如何能快速、完整的处理这些数据，成为一个亟待解决的问题。并行机的出现，提供了解决这个问题的根本手段。 本论文简要介绍了并行机的发展历史、并行机系统性能的评测，以及极有发展前途的机群并行系统的研究现状。机群并行系统以其良好的可伸缩性和可编程性，以及低廉的价格、极高的性能以及获得的容易性，使其特别适合我国的教育、科研部门使用。 本论文详细探讨了建立机群并行系统的硬件条件以及支撑机群系统并行的软件。特别是对Linux操作系统、并行编程环境MPI、作业管理调度系统PBS作了详细的介绍。本文详述了在异构并行机群系统上开发异构／同构机群并行计算环境的可视化监控和图形化管理平台CVMM(Cluster Visual Monitor and Manager)软件系统的过程以及开发工具。该系统集成了MPI和PBS的部分功能，用于并行任务的发送、系统工作状态监控及并行程序性能分析。 最后，本文给出了π近似值经典并行算法和Wang三对角方程组并行解法分别在有31个节点的同构机群并行系统及6个节点的异构机群并行系统上，用不同节点数及不同问题规模进行试算的结果，并对计算结果进行了分析。

全文目录


1 绪论  6-10
  1．1 研究的背景  6-8
    1．1．1 并行计算机系统在科学计算与工程领域的应用  6-7
    1．1．2 并行计算机系统在商务方面的应用  7-8
  1．2 并行技术的发展  8
  1．3 论文的研究内容、成果与创新  8-10
    1．3．1 论文的主要研究内容  8-9
    1．3．2 论文的研究成果与创新  9-10
2 并行计算机系统及并行计算环境  10-20
  2．1 较早的并行计算机系统  10-11
  2．2 现代的并行计算机系统  11-13
    2．2．1 大规模并行处理机（MPP）  11-12
    2．2．2 对称式多处理机（SMP）  12
    2．2．3 高速缓存一致性非均匀存储访问（CC-NUMA）  12-13
    2．2．4 机群系统（Cluster）  13
  2．3 并行计算环境  13-15
    2．3．1 可移植消息传递界面（MPI）  13-14
    2．3．2 并行虚拟机（PVM）  14
    2．3．3 其它并行开发环境  14-15
  2．4 并行计算机系统性能的评价  15-20
    2．4．1 并行计算机系统的性能  16
    2．4．2 可扩展性和加速比分析  16-20
3 机群并行系统及国内外研究现状  20-24
  3．1 机群并行系统的组成  20-21
  3．2 机群并行系统的特点  21-22
  3．3 国内外机群并行系统的研究现状  22-24
4 分布式网络异构机群并行系统的组建研究  24-30
  4．1 课题研究  24-25
    4．1．1 实地考查与调研  24
    4．1．2 预研及选题  24-25
  4．2 异构机群并行系统的建立  25-30
    4．2．1 异构机群系统的组成  25-27
    4．2．2 Red Hat Linux操作系统  27
    4．2．3 可移植消息传递编程环境（MPICH 1．2．1）  27-28
    4．2．4 批处理作业调度系统（OpenPBS2．3）  28
    4．2．5 Xwindow与Gtk+／GNOME图形用户接口  28-29
    4．2．6 多处理环境（MPE）  29-30
5 机群并行系统可视化监控与管理CVMM的实现  30-46
  5．1 总体结构及功能概述  30-31
  5．2 CVMM的功能实现  31-46
    5．2．1 并行任务发送的解决方案  32-36
    5．2．2 节点状态监控  36-39
    5．2．3 CPUs状态可视化动态监控  39-44
    5．2．4 并行程序性能分析  44-46
6 应用实例与分析  46-50
  6．1 同构机群并行系统和异构机群并行系统  46
  6．2 π近似值经典并行算法试算  46-47
  6．3 Wang三对角方程组并行解法试算  47-48
  6．4 计算结果分析  48-50
7 结论与建议  50-52
  7．1 结论及成果  50
  7．2 建议  50-52
致谢  52-53
参考文献  53-55

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 电子数字计算机（不连续作用电子计算机） > 各种电子数字计算机
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