高性能計(jì)算集群的建立及CdGa2S4性質(zhì)的計(jì)算.pdf

1、隨著自然科學(xué)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速進(jìn)步，科研工作對(duì)利用計(jì)算機(jī)處理信息的能力要求越來越高。例如在飛行器設(shè)計(jì)、生物醫(yī)學(xué)、勘探、氣象預(yù)報(bào)、航天、材料科學(xué)研究等傳統(tǒng)領(lǐng)域，需要高性能計(jì)算機(jī)和相應(yīng)的計(jì)算能力來完成模擬;在教育、金融等新興領(lǐng)域?qū)Ω呖煽啃?、高可用性和高平衡性?jì)算的需求也在不斷增長。具體在對(duì)材料的物理性質(zhì)進(jìn)行第一性原理分析研究時(shí)，也需要高性能的計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算。我們根據(jù)材料分析模擬的需要構(gòu)建了一組高性能計(jì)算集群，并在此基礎(chǔ)之上對(duì)ABINI

2、T程序包進(jìn)行了測(cè)試并進(jìn)行了材料力學(xué)性質(zhì)的第一性原理計(jì)算。
　　 首先介紹了高性能計(jì)算的背景。高性能計(jì)算一般歸類為分布式計(jì)算和并行化計(jì)算，從架構(gòu)特點(diǎn)上我們分別介紹了云計(jì)算、網(wǎng)格計(jì)算和Beowulf集群計(jì)算。云計(jì)算的基礎(chǔ)構(gòu)架是建立在多個(gè)服務(wù)器上的多個(gè)層次的虛擬化技術(shù)。顯然，云計(jì)算采用的是分布式架構(gòu)，同樣采用分布式架構(gòu)的還有網(wǎng)格計(jì)算。一般來說，網(wǎng)格計(jì)算會(huì)聯(lián)合很多不同用途的計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)相同的計(jì)算目標(biāo)。網(wǎng)格計(jì)算采用的核心策略是通過中介軟件

3、將一個(gè)任務(wù)分隔，在計(jì)算規(guī)模較大時(shí)，會(huì)使用成千上萬的計(jì)算機(jī)。在網(wǎng)格計(jì)算中采用了將任務(wù)分隔開來的思想，那么將這種思想更進(jìn)一步完美體現(xiàn)的則是并行計(jì)算。在本文中涉及的并行計(jì)算集群是Beowulf集群，這種高性能計(jì)算集群的優(yōu)點(diǎn)就是在保持一定性能的前提下易于架構(gòu)。
　　 其次本論文中詳細(xì)介紹了集群所搭載的操作系統(tǒng)、硬件的選擇和軟件及其配置方法。在本文中所使用的Beowulf集群配置包括但是不僅僅局限于CentosLinux6操作系統(tǒng)，包括如

4、NFS客戶端/服務(wù)器、DHCPD、TFT服務(wù)器、SYSLINUX、XINETD、CHROOT、NTP以及PSSH等基本程序包。最終構(gòu)建起來的集群擁有一個(gè)稱為Master的管理節(jié)點(diǎn)，稱為Slave1、Slave2…Slave10的10個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)。每個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)都搭載6顆擁有三級(jí)緩存的CPU。
　　 在實(shí)際計(jì)算中使程序并行化的必要性。本論文對(duì)于如何針對(duì)不同計(jì)算要求，采用不同并行方式進(jìn)行了詳細(xì)討論，給出了不同情況下并行效率的分析，并從子