基于MPICH的并行計(jì)算系統(tǒng)負(fù)載平衡技術(shù)的研究.pdf

1、隨著大型復(fù)雜計(jì)算需求的擴(kuò)大，人們把高性能計(jì)算更多的應(yīng)用于數(shù)據(jù)挖掘、圖像處理業(yè)務(wù)、基因測(cè)序?qū)Ρ忍幚淼葦?shù)據(jù)處理領(lǐng)域?？茖W(xué)計(jì)算規(guī)模的迅速膨脹，傳統(tǒng)的串行計(jì)算已不能滿足需求，從而提出了并行計(jì)算的概念。 并行計(jì)算是相對(duì)于串行計(jì)算來(lái)說(shuō)的，它將進(jìn)程相對(duì)獨(dú)立的分配在不同的節(jié)點(diǎn)上，由各自獨(dú)立的操作系統(tǒng)調(diào)度，享有獨(dú)立的CPU和內(nèi)存資源，進(jìn)程間通過(guò)消息傳遞相互交換信息。但是，除了近年來(lái)逐步完善并走向?qū)嵱没臄?shù)據(jù)流計(jì)算機(jī)之外，50年來(lái)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)雖取

2、得重大進(jìn)展，但并沒有發(fā)生革命性的變化，現(xiàn)在實(shí)用化的計(jì)算機(jī)是以馮．諾依曼機(jī)器為原型，在此基礎(chǔ)上加入并提高并行處理實(shí)現(xiàn)的手段和并行處理的能力。 MPI是1994年5月宣布的一種消息傳遞接口，為消息傳遞程序提供的標(biāo)準(zhǔn)程序庫(kù)，MPI以獨(dú)立的語(yǔ)言形式來(lái)定義這個(gè)接口庫(kù)，并提供了與Fortran和C語(yǔ)言的綁定，是目前高效率的超大規(guī)模并行計(jì)算最可信賴的并行計(jì)算平臺(tái)。因此，本文從研究任務(wù)分配、負(fù)載平衡出發(fā)，改進(jìn)了MPICH任務(wù)分配上的缺點(diǎn)，構(gòu)建

3、了一個(gè)基于MPICH的負(fù)載平衡模型。模型使用相對(duì)處理速度的概念，把每個(gè)節(jié)點(diǎn)的處理能力進(jìn)行量化，調(diào)度節(jié)點(diǎn)根據(jù)每臺(tái)節(jié)點(diǎn)處理能力的權(quán)重值來(lái)分配任務(wù)，以達(dá)到整個(gè)系統(tǒng)的負(fù)載平衡。 為了充分利用Internet上廣泛分布的空閑資源，目前已有多個(gè)分布式計(jì)算項(xiàng)目，如：SETI@Home，GIMPS等等，這些項(xiàng)目已經(jīng)證實(shí)了這種計(jì)算模型的可行性。但這些系統(tǒng)的缺陷是：資源高度不穩(wěn)定、用戶信任度低、通信帶寬有限、延遲大。為了彌補(bǔ)并行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)這個(gè)缺陷，