【摘要】： 當(dāng)前,面向個(gè)人用戶(hù)的桌面PSE(Problem Solve Environment,問(wèn)題求解環(huán)境),通過(guò)各種并行化方案來(lái)提高計(jì)算性能。如Start*P、Parallel MATLAB Toolbox和pMATLAB等為代表針對(duì)MATLAB的加速方案,以及其他通用的如NetSolve、Webflow等并行PSE(問(wèn)題解決環(huán)境)。這些方案有效地提高了桌面PSE的計(jì)算性能。隨著多核通用處理器、眾核結(jié)構(gòu)的圖形處理器和各種浮點(diǎn)計(jì)算卡的出現(xiàn),以及超級(jí)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的不斷演變,帶來(lái)了并行編程的多樣化。 為了適應(yīng)這種多樣化,本文提出一種新的并行化問(wèn)題解決方案,即面向個(gè)人計(jì)算的高性能計(jì)算中間件系統(tǒng)。該系統(tǒng)采取三層結(jié)構(gòu),分為應(yīng)用層、中間層和計(jì)算層等三層。其中應(yīng)用層提供了與PSE應(yīng)用程序的接口,負(fù)責(zé)將計(jì)算任務(wù)和數(shù)據(jù)封裝打包發(fā)給中間層,待計(jì)算完成后再?gòu)闹虚g層返回的數(shù)據(jù)中取出計(jì)算結(jié)果；中間層負(fù)責(zé)計(jì)算任務(wù)、數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果的轉(zhuǎn)發(fā),并管理后端計(jì)算資源；計(jì)算層則是根據(jù)計(jì)算任務(wù),利用具有高性能計(jì)算能力的本地硬件或遠(yuǎn)程超級(jí)計(jì)算機(jī),對(duì)數(shù)據(jù)做計(jì)算,然后返回計(jì)算結(jié)果。該中間件將PSE前端和計(jì)算層進(jìn)行分離,PSE前端無(wú)需關(guān)心計(jì)算層的計(jì)算是在本地還是遠(yuǎn)程機(jī)器上完成,不用關(guān)心是CPU還是GPU抑或是浮點(diǎn)計(jì)算加速卡完成的。 在以上所述設(shè)計(jì)思想的指導(dǎo)下對(duì)本系統(tǒng)做了實(shí)現(xiàn),應(yīng)用層前端采用MATLAB,計(jì)算層采用GPU和MPI集群。對(duì)于利用MPI集群做計(jì)算加速的,為了保證用戶(hù)數(shù)據(jù)的機(jī)密性,利用RSA不對(duì)稱(chēng)密鑰對(duì)客戶(hù)機(jī)認(rèn)證進(jìn)行加密,利用DES對(duì)稱(chēng)密鑰對(duì)計(jì)算命令、數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果做加密。 最后,本文對(duì)本地計(jì)算加速和遠(yuǎn)程計(jì)算加速的性能做了評(píng)估,結(jié)果證明本系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的合理性和有效性。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類(lèi)號(hào)】：TP338.6

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2604921