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网络并行计算中的负载平衡

由于工作站的日趋普及和功能的不断增强,网络带宽的不断提高和延迟的不断下降,在超级计算领域出现了一种新的趋势,即将一组结构各异的计算机(主要是工作站)通过互连网络连接起来,并配以相应的支持软件,使得用户可以将这组计算机当作一个并行计算机系统来使用。这就给用户引入了一种基于网络的并行计算。1负载平衡的关键问题及其解决办法与多处理机上的负载平衡不同,网络计算中的负载平衡不能简单地将工作量分成均匀的各并行部分,而必须考虑各个计算结点处理能力上的差异以及它们负载的波动。此外,虚拟机的配置也经常发生变化,应用软件的负载平衡方式也需能动态地适应虚拟机配置的变化。因此网络并行计算中的负载平衡,相对于多处理机的情形来说,不仅对并行效果的影响更为显著,而且也更为复杂。与多处理机的情形相同,网络并行计算中的负载平衡也分为静态负载平衡和动态负载平衡两大类。静态负载平衡就是根据虚拟机中各计算结点处理能力上的差异,将工作量相应地分配到各计算结点上,处理能力...  (本文共2页) 阅读全文>>

河南大学
河南大学

基于BP算法的动态负载平衡预测

网络技术的迅速发展为网络并行计算提供了很好的条件,基于局域网的机群并行计算和基于Internet的网格计算是其典型代表。机群并行计算以其易可扩展性、高性价比等优点成为当今高性能计算(High Performance Computing,HPC)领域的一个研究热点。在机群并行计算中,任务调度和动态负载平衡是进行网络并行计算的关键。在并行程序设计中,如果能准确衡量和预测结点负载,将会有效提高并行程序的执行效率,对其进行研究具有重要的理论和应用价值。论文首先介绍了并行计算技术和MPI(Message Passing Interface,消息传递接口)并行程序设计的相关内容,并对并行程序设计中出现的负载问题进行了研究。其次分析了负载的特性,为负载预测提供了依据。结合MPI并行编程标准在Windows系统上建立基于误差反向传播(error Back Proragation,BP)算法预测的负载平衡系统,给出了系统的规划方案和设计架构。采用...  (本文共62页) 本文目录 | 阅读全文>>

广东工业大学
广东工业大学

机群计算在可视化平台中负载均衡策略的研究

高速计算机网络和不断提高的微处理芯片性能使得计算机网络成为吸引人的并行计算载体。仅依赖于商业化的硬件和软件,计算机网络能够提供高性价比、高可用性的计算,这种高性能计算潮流一般被称为机群计算。当今,机群计算已经成为一种解决许多大型科学和工程问题的十分有效的方式。影响机群计算性能的因素有很多,诸如任务粒度、处理机的分配和网络拓扑等,其中负载均衡和任务调度策略是影响其性能的关键,已发展成为并行计算领域中的研究热点。并行虚拟机(PVM)是一个可以将异构的“机群计算机”集合虚拟成一台高性能并行机的软件包。这样大规模计算问题可以通过使用众多计算机聚集起来的计算能力和内存来低成本解决。PVM可移植性好,可运行在当今的多数平台上。PVM拥有着大量的用户,现已成为世界上分布式计算事实上的标准。本文首先分析了机群网络并行计算的系统组成,消息传递环境PVM,Win32平台上的PVM并行程序设计,负载均衡调度策略及调度问题的一般模型,总结了影响调度性能...  (本文共105页) 本文目录 | 阅读全文>>

重庆大学
重庆大学

基于网络的分布式机群并行仿真平台开发

本文深入地分析了分布式并行计算技术,开发了基于网络的分布式机群并行仿真平台。本文在综合分布式计算、网络并行计算的各方面文献和当前的多种典型机群管理系统的前提下,结合实际情况提出了由主服务器、节点机构成的基于局域网络的分布式机群并行仿真平台体系结构。机群计算中负载平衡一直是一个很关键的问题。本文中在综合各种负载指标的文献后提出了较为完善的节点负载计算方法,并且引入双阈值的概念提出了具有特色的动态自适应负载平衡算法,使各节点在空闲或轻负载时能够主动地向服务器申请,在重负载时能更快地进行负载迁移。机群管理系统可用GUI工具从不同层次上观察整个机群状态。好的管理软件对开发高性能计算平台的机群是非常重要的。本文开发的的系统管理平台SIMNOWs是用户直接面对的部分,完成系统设计、任务调度、分配和统一管理等功能。整个系统管理平台包括如下模块:系统整体功能模块、作业管理功能模块、节点管理功能模块、通讯管理功能模块等。循环流化床模型的仿真计算是...  (本文共73页) 本文目录 | 阅读全文>>

国防科学技术大学
国防科学技术大学

基于PC集群的电磁环境并行计算与可视化方法研究

随着电磁频谱在探测、干扰、通信等武器系统中的广泛使用,以掌控电磁环境为主要内容之一的制信息权已经成为决定战争胜负的关键。如何快速对电磁设备性能进行仿真计算以及对电磁环境的分布、能力进行直观描述已经成为电磁环境领域的一个重要研究方向,其核心是对于电磁辐射问题的数值计算与空间电磁环境的可视化。为解决计算规模问题,目前常用的加速方法包括基于高性能计算机和高性能图形工作站的并行方法、基于GPU通用计算的加速方法和基于PC集群的并行方法,其中基于PC集群的并行方法由于其较低的进入门槛、较高的性价比以及较好的可扩展性,受到众多研究人员的青睐,已逐渐成为当前并行计算与绘制的一个热点方向。当前,对雷达探测能力的描述和对无线通信网络的数据仿真是电磁环境领域研究的两个典型方向。本文针对这两个方向,围绕如何在PC集群上实现电磁环境并行计算与可视化这一问题开展研究,研究内容主要包括电磁环境并行计算、并行等值面提取与绘制、光线投射并行直接体绘制和PC集群...  (本文共156页) 本文目录 | 阅读全文>>

广东工业大学
广东工业大学

WPVM环境下的动态任务分配研究

计算理论的发展和网络通信技术的进步为计算的模式和结构带来了日新月异的变化。尽管单台计算机的计算能力越来越高,但是仍然不能满足复杂性日益增加的科学与商业问题计算的要求。此外,由于专用高性能计算机的制造和维护成本极高,极大地限制了高性能计算能力的普及水平,因此利用高速网络连接一组工作站或PC机组成并行计算机系统,或利用网络将已有的资源组成一个高性能的计算环境来解决复杂的计算问题的做法已越来越普及。但是并行程序开发难度很大,对开发人员的要求很高,这大大制约了并行计算的发展。针对网络并行计算中使用的并行软件环境对非专业人员来说使用难度大,且大多是基于UNIX环境开发的特点,构造一个基于Win32系统的可视化并行程序开发平台,使得Windows用户及非计算机专业人员也可以进行并行程序设计。该可视化并行程序开发环境构建于WPVM3.4并行虚拟机之上,利用本平台进行并行程序的开发,可以使得更多的计算机专业人士也能很轻松的开发并行程序,推动多个...  (本文共70页) 本文目录 | 阅读全文>>