實時集群計算機體系結(jié)構(gòu)的研究.pdf

1、在現(xiàn)代社會，隨著科學(xué)技術(shù)的進步和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的集群并行計算環(huán)境以其較高的性價比引起了人們的廣泛重視。集群并行計算機系統(tǒng)是利用高速通信網(wǎng)絡(luò)將一組高檔工作站、服務(wù)器或PC計算機按某種結(jié)構(gòu)連接起來，在并行系統(tǒng)軟件支持下實現(xiàn)高效并行處理的系統(tǒng)。集群并行計算技術(shù)在實時方面的應(yīng)用比較少，主要集中在實時仿真和實時圖象處理方面，在并行信號處理和控制方面的研究才剛剛起步。所以，進行高性能實時集群計算機系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用的研究將為多

2、源信息處理和控制系統(tǒng)開拓一個新的有發(fā)展前景的方向，對學(xué)科發(fā)展具有重要意義。 本文以已經(jīng)投入運行的國內(nèi)首套實時集群系統(tǒng)為研究背景，從體系結(jié)構(gòu)的角度對實時集群計算機進行了系統(tǒng)的研究。論文首先分析了集群計算機的體系結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)無論是硬件還是軟件方面都不能滿足對實時性要求比較高的控制系統(tǒng)的需求，然后給出了實時集群計算機體系結(jié)構(gòu)的構(gòu)建方案。構(gòu)建方案中分別介紹了實時集群計算機硬件平臺和軟件平臺的構(gòu)建。實時集群計算機硬件平臺的設(shè)計中各節(jié)點機通

3、過千兆網(wǎng)絡(luò)交換機互連，確保多傳感器數(shù)據(jù)的實時接收和傳遞。軟件平臺的設(shè)計是實時集群計算機的核心內(nèi)容。應(yīng)用于軍事指揮控制、艦艇指揮控制等系統(tǒng)的實時集群計算機對集群節(jié)點消息傳遞的實時性、任務(wù)負載調(diào)度的實時性以及任務(wù)數(shù)據(jù)處理的實時性有著嚴格的要求。在軟件部分詳細分析和討論了單一系統(tǒng)映像、基于動態(tài)任務(wù)分配表的負載平衡機制和實時消息傳遞系統(tǒng)的設(shè)計中關(guān)鍵技術(shù)的處理策略。性能測試部分驗證了該體系結(jié)構(gòu)的可行性。最后對實時集群計算機系統(tǒng)的研究做了進一步展望