基于消息傳遞的并行計算環(huán)境設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、隨著計算機硬件系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，從PC到工作站集群等可擴展計算機集群正逐步成為高性能和大規(guī)模計算的標準平臺之一。如何更有效的開發(fā)工作站集群的計算能力的想法已經(jīng)在高性能計算領(lǐng)域內(nèi)得到了高度重視，集群計算已經(jīng)被認為是未來解決大小科學(xué)和商業(yè)計算的主流方案。而如何發(fā)揮出集群系統(tǒng)的強大計算能力，這需要許多軟、硬件環(huán)境的支持。 基于消息傳遞機制的并行計算環(huán)境為這種高性能集群計算提供了強有力的支持。這是因為并行計算環(huán)境使用多計算機來

2、求解問題，它比使用單一計算機的計算速度要快，因為多計算機比單計算機擁有更大的總存儲容量和處理能力。而消息傳遞機制為并行計算環(huán)境提供一種方便且強大的通信機制。 在本文中，我們根據(jù)并行計算的基本原理，獨立設(shè)計并實現(xiàn)了一種基于消息傳遞的并行計算環(huán)境。它采用了多計算節(jié)點加管理控制節(jié)點的系統(tǒng)架構(gòu)。系統(tǒng)中存在一個主服務(wù)器(管理控制節(jié)點)，其主要負責(zé)對系統(tǒng)中其它多臺從服務(wù)器(計算節(jié)點)進行管理和控制。此外，主、從服務(wù)器之間還進行各類數(shù)據(jù)消息的

3、發(fā)送和接收。為了實時地了解系統(tǒng)中各從服務(wù)器的運行狀況，我們設(shè)計了一個獨立的性能監(jiān)視器，它定期收集從服務(wù)器的各項負載信息，并發(fā)送給主服務(wù)器，主服務(wù)器根據(jù)收集到的從服務(wù)器的負載情況對客戶作業(yè)進行調(diào)度。當客戶機向系統(tǒng)發(fā)出并行計算請求時，主服務(wù)器將接受客戶提交的主計算任務(wù)，并根據(jù)調(diào)度策略選擇合適的從服務(wù)器來處理主計算任務(wù)所派生的子任務(wù)。另外，為了方便并行程序開發(fā)人員完成基于本并行計算系統(tǒng)的并行程序的開發(fā)，我們還提供了它的編程接口。 本文

4、所做的主要工作如下： 1.分析了并行機和集群系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、模型以及它們的軟件平臺： 2．深入研究了并行編程中的實際問題、實現(xiàn)機制、并行編程語言及環(huán)境。 3．以自己的方式設(shè)計并實現(xiàn)了一個基于消息傳遞的并行計算環(huán)境，它不依賴于任何現(xiàn)有的并行編程環(huán)境，可以較為高效的處理用戶提交的并行作業(yè)，具有一定的實用性和可靠性。 4．為用戶開發(fā)基于本系統(tǒng)的并行應(yīng)用提供了編程接口，開發(fā)人員只需在程序鏈接時加入提供的C語言函數(shù)