【摘要】： 高性能計(jì)算集群是以提高科學(xué)計(jì)算能力為目的計(jì)算機(jī)集群技術(shù),已成為計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的重要研究方向。研究高性能計(jì)算集群在科學(xué)研究和工程計(jì)算等領(lǐng)域應(yīng)用,對(duì)于推動(dòng)科技創(chuàng)新、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步、國(guó)防安全,促進(jìn)我國(guó)高性能計(jì)算應(yīng)用水平的提升,具有很實(shí)際的意義。 作者研究了高性能計(jì)算、集群系統(tǒng)構(gòu)建、基于PC集群的高性能計(jì)算系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵技術(shù),基于普通PC機(jī)、以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)、Linux操作系統(tǒng),SSH,應(yīng)用MPI等技術(shù)構(gòu)建了一個(gè)由16個(gè)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的高性能計(jì)算集群系統(tǒng)。利用High Performance Linpack基準(zhǔn)測(cè)試方法對(duì)該集群系統(tǒng)進(jìn)行了性能測(cè)試。在此基礎(chǔ)上,探討并實(shí)現(xiàn)了基于高性能計(jì)算集群系統(tǒng)的枚舉排序算法,為進(jìn)一步深入研究基于PC的高性能計(jì)算集群系統(tǒng)大規(guī)模應(yīng)用奠定了良好基礎(chǔ)。 本文詳細(xì)介紹了作者的研究開(kāi)發(fā)工作。
【圖文】：

本課題所構(gòu)建集群系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)計(jì)算機(jī)配置如下：主節(jié)點(diǎn)配置：Dell PC 機(jī)，INTEL P4 2.0G CPU，1024MB 內(nèi)存，40G 硬盤。子節(jié)點(diǎn)配置：Dell PC 機(jī)，INTEL P4 2.0G CPU，512MB 內(nèi)存，40G 硬盤。.2.網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)因?yàn)榇蠖鄶?shù)高性能科學(xué)計(jì)算任務(wù)都是通信密集型的，盡可能的縮短節(jié)點(diǎn)間通信延遲和吞吐量是一個(gè)核心問(wèn)題，因此網(wǎng)絡(luò)是集群最關(guān)鍵的部分，構(gòu)建集群應(yīng)盡量采用高傳輸、高帶寬、低延遲的網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)中還有一種重要設(shè)備就是交換機(jī)和集線器。交換集線器的區(qū)別主要表現(xiàn)在帶寬上。交換機(jī)每個(gè)端口都可以隨時(shí)進(jìn)行雙向全帶寬傳輸，線器同一時(shí)間則只能有一個(gè)端口進(jìn)行全帶寬接收或發(fā)送，如果多個(gè)端口同時(shí)傳輸數(shù)則只能分享帶寬。由于經(jīng)費(fèi)原因，本課題采用了價(jià)格低廉的普通以太網(wǎng)交換機(jī)來(lái)組建集群網(wǎng)絡(luò)。集群系共有 16 臺(tái) PC 機(jī)，利用超五類雙絞線通過(guò)網(wǎng)卡和交換機(jī)把 16 臺(tái) PC 機(jī)組成一個(gè)局域其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖 3-1 所示。

系統(tǒng)是多節(jié)點(diǎn)協(xié)同工作，，構(gòu)成集群的節(jié)點(diǎn)必須通過(guò)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)在安裝完畢之后，首先進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)配置。在構(gòu)建硬件環(huán)境時(shí)，所有機(jī)和網(wǎng)線組成了局域網(wǎng)絡(luò)，下一步要做的工作是軟件設(shè)置。的通信采用計(jì)算機(jī)間最常用的 TCP/IP 協(xié)議。使用 TCP/IP 的好要求、傳輸數(shù)據(jù)的可靠性較高、是一種通信協(xié)議可以自由使用網(wǎng)配置的第一步是確保所有節(jié)點(diǎn)計(jì)算機(jī)都已安裝上 TCP/IP 協(xié)議作系統(tǒng)時(shí)系統(tǒng)會(huì)默認(rèn)安裝 TCP/IP 協(xié)議。議安裝完畢之后，要為所有節(jié)點(diǎn)統(tǒng)一分配 IP 地址。在本課題主節(jié)點(diǎn)和子節(jié)點(diǎn)兩種角色。從 16 個(gè)節(jié)點(diǎn)中選擇一個(gè)性能最高擔(dān)當(dāng)用戶節(jié)點(diǎn)、控制節(jié)點(diǎn)、管理節(jié)點(diǎn)、存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)和安裝節(jié)多種節(jié)點(diǎn)參與計(jì)算。除主節(jié)點(diǎn)之外的其余 15 個(gè)節(jié)點(diǎn)都是子節(jié)點(diǎn)，的不同，在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)配置時(shí)，主節(jié)點(diǎn)和子節(jié)點(diǎn)的配置也稍有不節(jié)點(diǎn)放在一個(gè)域里面。其具體網(wǎng)絡(luò)配置如圖 3-2 所示。
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號(hào)】：TP338

【引證文獻(xiàn)】

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2 孫龍;CMAQ模型的并行效率優(yōu)化研究[D];陜西師范大學(xué);2011年

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本文編號(hào)：2603149