高性能计算集群(HPC CLUSTER) 1.1什么是高性能计算集群? 简单的说，高性能计算(High-Performance Computing)是计算机科学的一个分支，它致力于开发超级计算机，研究并行算法和开发相关软件。 高性能集群主要用于处理复杂的计算问题，应用在需要大规模科学计算的环境中，如天气预报、石油勘探与油藏模拟、分子模拟、基因测序等。高性能集群上运行的应用程序一般使用并行算法，把一个大的普通问题根据一定的规则分为许多小的子问题，在集群内的不同节点上进行计算，而这些小问题的处理结果，经过处理可合并为原问题的最终结果。由于这些小问题的计算一般是可以并行完成的，从而可以缩短问题的处理时间。 高性能集群在计算过程中，各节点是协同工作的，它们分别处理大问题的一部分，并在处理中根据需要进行数据交换，各节点的处理结果都是最终结果的一部分。高性能集群的处理能力与集群的规模成正比，是集群内各节点处理能力之和，但这种集群一般没有高可用性。 1.2 高性能计算分类 高性能计算的分类方法很多。这里从并行任务间的关系角度来对高性能计算分类。 1.2.1 高吞吐计算(High-throughput Computing) 有一类高性能计算，可以把它分成若干可以并行的子任务，而且各个子任务彼此间没有什么关联。因为这种类型应用的一个共同特征是在海量数据上搜索某些特定模式，所以把这类计算称为高吞吐计算。所谓的Internet计算都属于这一类。按照Flynn的分类，高吞吐计算属于SIMD（Single Instruction/Multiple Data,单指令流-多数据流）的范畴。 1.2.2 分布计算(Distributed Computing) 另一类计算刚好和高吞吐计算相反，它们虽然可以给分成若干并行的子任务，但是子任务间联系很紧密，需要大量的数据交换。按照Flynn的分类，分布式的高性能计算属于MIMD （Multiple Instruction/Multiple Data，多指令流-多数据流）的范畴。 1.3高性能计算集群系统的特点 可以采用现成的通用硬件设备或特殊应用的硬件设备，研制周期短； 可实现单一系统映像，即操作控制、IP登录点、文件结构、存储空间、I/O空间、作业管理系统等等的单一化； 高性能（因为CPU处理能力与磁盘均衡分布，用高速网络连接后具有并行吞吐能力）； 高可用性，本身互为冗余节点，能够为用户提供不间断的服务，由于系统中包括了多个结点，当一个结点出现故障的时候，整个系统仍然能够继续为用户提供服务； 高可扩展性，在集群系统中可以动态地加入新的服务器和删除需要淘汰的服务器，从而能够最大限度地扩展系统以满足不断增长的应用的需要； 安全性，天然的防火墙； 资源可充分利用，集群系统的每个结点都是相对独立的机器，当这些机器不提供服务或者不需要使用的时候，仍然能够被充分利用。而大型主机上更新下来的配件就难以被重新利用了。 具有极高的性能价格比，和传统的大型主机相比，具有很大的价格优势； 1.4 Linux高性能集群系统 当论及Linux高性能集群时，许多人的第一反映就是Beowulf。起初，Beowulf只是一个著名的科学计算集群系统。以后的很多集群都采用Beowulf类似的架构，所以，实际上，现在Beowulf已经成为一类广为接受的高性能集群的类型。尽管名称各异，很多集群系统都是Beowulf集群的衍生物。当然也存在有别于Beowulf的集群系统，COW和Mosix就是另两类著名的集群系统。 1.4.1 Beowulf集群 简单的说，Beowulf是一种能够将多台计算机用于并行计算的体系结构。通常Beowulf系统由通过以太网或其他网络连接的多个计算节点和管理节点构成。管理节点控制整个集群系统，同时为计算节点提供文件服务和对外的网络连接。它使用的是常见的硬件设备，象普通PC、以太网卡和集线器。它很少使用特别定制的硬件和特殊的设备。Beowulf集群的软件也是随处可见的，象Linux、PVM和MPI。 1.4.2 COW集群 象Beowulf一样，COW（Cluster Of Workstation）也是由最常见的硬件设备和软件系统搭建而成。通常也是由一个控制节点和多个计算节点构成。
XXXX 高性能计算平台建设方案 XXXXX 2013年4月
目录 1 概述 (2) 1.1 背景概况 (2) 1.2 建设内容 (3) 1.3 设计原则 (3) 2 总体架构 (5) 3 高性能计算平台硬件系统 (6) 3.1 平台架构图 (6) 3.2 主要设备选型 (8) 3.3 Cluster集群系统 (9) 3.4 计算节点 (10) 3.5 管理节点 (10) 3.6 I/O存储节点 (11) 3.7 网络系统方案............................................................................... 错误！未定义书签。 3.8 管理网络 (12) 3.9 监控网络 (12) 3.10 存储系统 (12) 4 高性能计算平台软件系统 (13) 4.1 64位Linux操作系统 (13) 4.2 集群管理软件 (14) 4.3 作业调度系统 (14) 4.4 并行文件系统 (15) 4.5 集群并行计算环境 (15) 4.6 标准库函数 (16) 4.7 标准应用软件 (16) 5 项目经费预算 (17) 5.1 经费来源 (17) 5.2 经费支出预算 (17) 附页——高性能计算平台技术参数要求 (18)
1概述 1.1背景概况 20世纪后半期，全世界范围掀起第三次产业革命的浪潮，人类开始迈入后 工业社会——信息社会。在信息经济时代，其先进生产力及科技发展的标志就是 计算技术。在这种先进生产力中高性能计算机（超级计算机）更是具有代表性。 时至今日，计算科学（尤其是高性能计算）已经与理论研究、实验科学相并列，成为现代科学的三大支柱之一。 三种科研手段中，理论研究为人类认识自然界、发展科技提供指导，但科学 理论一般并不直接转化为实用的技术；实验科学一方面是验证理论、发展理论的重要工具，另一方面，它是在理论的指导下发展实用技术，直接为经济发展服务；计算科学的发展也有相当悠久的历史，只是在计算机这一强大的计算工具问世之前，计算只能利用人类的大脑和简单的工具，计算应用于科学研究有天然的局限性，限制了它作用的发挥；随着计算机技术的发展，使用科学计算这一先进的技术手段不断普及，逐渐走向成熟。科学计算可以在很大程度上代替实验科学，并能在很多情况下，完成实验科学所无法完成的研究工作。科学计算也直接服务于实用科技，并为理论的发展提供依据和机会。在许多情况下，或者理论模型过于复杂甚至尚未建立，或者实验费用过于昂贵甚至不允许进行，此时计算模拟就成为求解问题的唯一或主要手段了。 目前，高性能计算已广泛应用于国民经济各领域，发挥着不可替代的重要作用： a) 基础学科中深入的知识发现，问题规模的扩大和求解精度的增加需要更 高性能的计算资源。例如，计算立体力学、计算材料学、计算电磁学。 b) 多学科综合设计领域中大量多部门协同计算需要构建高性能的综合平 台。例如，汽车设计、船舶设计。 c) 基于仿真的工程科学结合传统工程领域的知识技术与高性能计算，提供 经济高效地设计与实践方法。例如，基于仿真的医学实践、数字城市模拟、核电、油田仿真工具、新材料开发、碰撞仿真技术、数字风洞。
移动互联网将成为未来互联网发展的趋势，各界已经达成共识。特别是随着移动计算技术的进步，移动设备的成本价格日趋降低，这为移动设备的普及奠定了更好的基础，这也使得我国家移动设备用户大幅增长。 根据前瞻产业研究院《2013-2017年中国移动互联网行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》的数据：2012年我国移动设备销售量累计超过10亿部(台)，移动互联网发展环境渐佳。 尽管我国移动互联网的发展环境越来越好，规模也越来越大，但是缺乏盈利方式的问题却逐渐显露出来。由于移动设备屏幕小、移动流量昂贵等问题，移动互联网的广告盈利模式效果并不是很理想，用户面对这类移动互联网产品的最优考虑就是卸载。 根据《2013-2017年中国移动互联网行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》的调研显示：85%以上的用户在遇到广告展示的应用后都会把应用卸载(新浪微博等除外)。这也就是说，移动互联网应用的第三方广告给用户的体验是极差的，更重要的是给用户遗留了不可信的坏印象。 当移动互联网行业的格局逐渐稳定，移动互联网的投资热情也逐渐减退，盈利模式缺失开始成为困扰行业发展的最大问题，游戏会是移动互联网突破盈利模式缺失的重要突破口吗?最近的微信传言已经开始内测游戏了。显然，作为移动互联网第一阵营排头兵在迟迟找不到盈利模式之后，也选择进入游戏领域。但能否成功还有待观察。但是从其他手游公司的发展来看，微信要取得成功的概率是非常大的。但是对于小公司却依然存在推广以及产品更新速度快等问题，耗费巨大。 移动电商其实是移动互联网实现盈利最简单的方式，但是前面说到的移动设备屏幕小、移动流量费用昂贵的问题也制约了它的发展。如果你想在淘宝购买一件衣服，需要消耗100M 的流量吗?其实这是很昂贵的。更何况到目前为止，所有的电商企业都没有公布移动电商的
高性能计算集群项目采购需求 以下所有指标均为本项目所需设备的最小要求指标，供应商提供的产品应至少大于或等于所提出的指标。系统整体为“交钥匙”工程，厂商需确保应标方案的完备性。 投标商在投标方案中须明确项目总价和设备分项报价。数量大于“1”的同类设备，如刀片计算节点，须明确每节点单价。 硬件集成度本项目是我校校级高算平台的组成部分，供应商提供的硬件及配件要求必须与现有相关硬件设备配套。相关系统集成工作由供应商负责完成。 刀片机箱供应商根据系统结构和刀片节点数量配置，要求电源模块满配，并提供足够的冗余。配置管理模块，支持基于网络的远程管理。配置交换模块，对外提供4个千兆以太网接口，2个外部万兆上行端口，配置相应数量的56Gb InfiniBand接口 刀片计算节点双路通用刀片计算节点60个，单节点配置2个CPU，Intel Xeon E5-2690v4（2.6GHz/14c）；不少于8个内存插槽，内存64GB，主频≥2400；硬盘裸容量不小于200GB，提供企业级SAS或SSD 硬盘；每节点配置≥2个千兆以太网接口，1个56Gb InfiniBand 接口；满配冗余电源及风扇。 刀片计算节点（大内存）双路通用刀片计算节点5个，单节点配置2个CPU，Intel Xeon E5-2690v4；不少于8个内存插槽，内存128GB，主频≥2400；硬盘裸容量不小于200GB，提供企业级SAS或SSD硬盘；每节点配置≥2个千兆以太网接口，1个56Gb InfiniBand接口；满配冗余电源及风扇。 GPU节点2个双路机架GPU节点；每个节点2个Intel Xeon E5-2667 v4每节点2块NVIDIA Tesla K80GPU加速卡；采用DDR4 2400MHz ECC内存，每节点内存16GB*8=128GB；每节点SSD 或SAS硬盘≥300GB；每节点配置≥2个千兆以太网接口，1个56Gb/s InfiniBand接口；满配冗余电源及风扇。 数据存储节点机架式服务器2台，单台配置2颗Intel Xeon E5-2600v4系列CPU；配置32GB内存，最大支持192GB；配置300GB 2.5" 10Krpm
随着移动计算技术的发展，移动数据库逐步走向应用，在嵌入式操作系统中移动数据库更显示出其优越性。本文研究了移动数据库的发展现状及应用前景，分析了移动数据库在应用中关键点，并指出了移动数据库管理系统应具有的基本功能。 1. 嵌入式移动数据库的发展现状 数据库技术一直随着计算的发展而不断进步，随着移动计算时代的到来，嵌入式操作系统对移动数据库系统的需求为数据库技术开辟了新的发展空间。嵌入式移动数据库技术目前已经从研究领域逐步走向广泛的应用领域。随着智能移动终端的普及，人们对移动数据实时处理和管理要求的不断提高，嵌入式移动数据库越来越体现出其优越性，从而被学界和业界所重视。 2. 移动计算与嵌入式移动数据库 移动计算是一种新型的技术，它使得计算机或其他信息设备在没有与固定的物理连接设备相连的情况下能够传输数据。移动计算的作用在于，将有用、准确、及时的信息与中央信息系统相互作用,分担中央信息系统的计算压力, 使有用、准确、及时的信息能提供给在任何时间、任何地点需要它的任何用户。 所谓移动数据库是指支持移动计算环境的分布式数据库。由于移动数据库系统通常应用在诸如掌上电脑、PDA、车载设备、移动电话等嵌入式设备中，因此，它又被称为嵌入式移动数据库系统。 移动计算环境比传统的计算环境更为复杂和灵活。计算平台的移动性、连接的频繁断接性、网络条件的多样性、网络通讯的非对称性、系统的高伸缩性和低可靠性以及电源能力的有限性等因素对移动数据库的性能提出了相当高的要求。移动技术的发展必将对嵌入式移动数据库的发展起强大的推动作用，同时嵌入式移动数据库的发展也能促进移动计算的广泛应用。 3. 嵌入式移动数据库在应用中的关键 移动数据库在实际应用中必须解决好数据的一致性（复制性），高效的事务处理，数据的安全性等问题。 3．1 数据的一致性 移动数据库的一个显著特点是移动终端之间以及与服务器之间的连接是一种弱连接，即低带宽、长延迟、不稳定和经常性的断开。为了支持用户在弱环境下对数据库的操作，现在普遍采用乐观复制方法（Optimistic replication 或 Lazy replication）允许用户对本地缓存上的数据副本进行操作。待网络重新连接后再与数据库服务器或其他终端交换数据修改信息，并通过冲突检测和协调来恢复数据的一致性。 3．2 高效的事务处理 移动事务处理要解决在移动环境中频繁的、可预见的拆连情况下的事务处理。为了保证活动事务的顺利完成，必须设计和实现新的事务管理策略和算法。 1）根据网络连接情况来确定事务处理的优先级，网络连接速度高的事务请求优先处理。
高性能计算集群（PC Cluster）用户指南 大气科学系应越 第二版2008-12 目录 -认识cluster -使用cluster -linux常用命令 -软件 -文件传输 第一章：认识cluster 1.什么是cluster系统 cluster一般由一台主机（master）和多台节点机（node）构成，是一种松散耦合的计算节点集合。为用户提供网络服务或应用程序的单一客户视图，同时提供接近容错机的故障恢复能力。通常cluster的每台机器通过相应的硬件及软件互连，每个群集节点都是运行其自己进程的独立服务器。这些进程可以彼此通信，对网络客户机来说就像是形成了一个单一系统，协同起来向用户提供应用程序、系统资源和数据。cluster概念的提出在70年代主要是为了进行一些大运算量的科学计算。随着网络的发展，之后的cluster系统还被用作网络服务器，发挥其故障恢复和均衡负载的能力。 使用PC机构建cluster的好处在于开发成本低，而且由于每台节点机都是普通的PC机，在某一台机器发生故障的时候，可以方便的进行维护，而不影响整个系统的运行。 大气科学系的cluster系统，由16台64位的PC机组成。其中一台主机（master），15台节点机（node01～node15）。这16台机器每台有两个4核的CPU，也就是说每个节点上可以同时提供8个CPU。操作系统使用的是CentOS的Linux发行版。图1为大气科学系cluster目前的结构。其中console 和c0101～c0107是大气系早期的cluster系统，节点安装的是RedHat的Linux发行版，precluster曾经作为门户机，目前已经更新为CentOS的操作系统。 登录master的IP地址为162.105.245.3，这个地址由于物理大楼的IP变动比较频繁，所以可能会时不时改变，而precluster的IP地址162.105.245.238则比较稳定。这两个地址目前都可以从校外访问。 cluster的应用主要集中在并行计算上。虽然单个节点的单CPU运算效率比普通的笔记本或是台式机都高很多，但是cluster当初被设计出来就是为了进行多CPU协同运算的，而不是仅仅为了提高单CPU的运算效率。所以我们鼓励用户在cluster上进行并行计算，而把一些单CPU也能解决的工作
1.移动计算基本概念 ○1指节点处于移动状态下或非预定状态下的网络计算技术； ○2移动计算是使人们能在任何时间、任何地点、在运动过程中能够不间断地访问网络服务（数据）的技术的统称－ACM； ○3利用移动终端通过无线和固定网络与远程服务器交换数据的分布计算环境。 2.移动计算主要研究内容 ○1关键技术：移动计算机制、情景感知、移动计算环境、应用任务迁移方法、移动计算软件支撑平台、移动过程中的信息安全 ○2核心内容：情景认知建模方法、服务自发发现与资源自适应管理策略、用户任务无缝主动迁移方法、面向普适服务的移动应用支持平台的设计与实现、移动设备技术、嵌入式操作系统、无线网络技术、移动安全、移动数据管理、人机交互技术、移动商务。 ○3未来五大关键：移动支付、手写笔重生、企业业务、广告业务、语音业务 3.应用领域 ○1信息访问设备：掌上电脑、平板电脑、笔记本电脑、智能手机、穿戴计算机、传感器节点、智能家电、智能玩具 ○2军事应用：穿戴计算机（实施快速作战指挥与控制、实施战场侦察探测、作战信息处理、广泛地应用于各兵种）；传感器网络在军事领域的应用（战场观测与监视、敌方侦察、目标跟踪与分类、核生化攻击检测、有害物质（气体、液体、辐射等）检测、战场可视化、导向系统）。 ○3民用应用：智能交通、智能手机、穿戴计算机、传感器网络 其中传感器网络的应用：城市交通（高速公路车辆监测、交通状况监测、停车场位置导引、车辆识别）；健康医疗（医疗检测与诊断、医疗设备联网、病人状况监测、人体内部情况监测）；商务应用（商场保安监测、交易过程监视、工厂内部监视）；家庭应用（网络家电监控、家庭保安、儿童监护、智能玩具）；环境监测（农田环境监测、土壤监测、气候监测、水文监测、森林火灾观测） 4.环境模型 MH：Mobile Host 移动主机FH：Fixed Host 固定主机 MSS：Mobile Support Station 移动支持站 5.简述正交频分复用(OFDM)技术、思想 OFDM是一种无线环境下的高速传输技术，其主要思想就是在频域内将给定信道分成许多正交子信道，在每个子信道上使用一个子载波进行调制，各子载波并行传输。尽管总的信道是非平坦的，即具有频率选择性，但是每个子信道是相对平坦的，在每个子信道上进行的是窄带传输，信号带宽小于信道的相应带宽。OFDM技术的优点是可以消除或减小信号波形间的干扰，对多径衰落和多普勒频移不敏感，提高了频谱利用率，可实现低成本的单波段接收机。
简介：本文首先对Linux高性能集群Cluster1350及其集群管理系统CSM (Cluster System Management)进行了简要的介绍，然后对CSM的体系结构进行了比较详细的剖析。 一、集群 一般来说，集群是指一组高性能计算机通过高速网络连接起来的，在工作中像一个统一的资源，所有节点使用单一界面的计算系统。集群技术的出现，使得使用多台PC或工作站就可获得同大型机相匹敌的计算能力，同时成本大大降低，从而在很多高性能计算领域内由集群完全取代大型机也将成为可能。 广义上的集群的节点可以是任意类型的计算机，包括PC机、工作站、SMP等等，甚至是大型机。Linux集群是指一类以PC架构计算机为集群节点，以某一版本Linux操作系统为集群节点操作系统的集群。由于Linux本身具有开放源码、稳定、支持PC架构等诸多优势，以及操作系统及节点机价格的因素，Linux集群技术被认为是最具发展潜力的集群技术。 回页首二、集群系统管理 根据典型的集群体系结构，集群中涉及到的关键技术可以归属于四个层次：网络层、节点机及操作系统层、集群系统管理层、应用层。 ?网络层：网络互联结构、通信协议、信号技术等。 ?节点机及操作系统层：高性能PC或工作站、分层或基于微内核的操作系统等。 ?集群系统管理层：资源管理、资源调度、负载平衡、并行I/O、安全等。 ?应用层：并行程序开发环境、串行应用、并行应用等。 集群技术是以上四个层次的技术有机结合，所有的相关技术虽然解决的问题不同，但都有其不可或缺的重要性。集群系统管理层是集群系统所特有的功能与技术的体现。在未来按需(On Demand)计算的时代，每个集群都应成为业务网格中的一个节点，所以自治性(自我保护、自我配置、自我优化、自我治疗)也将成为集群的一个重要特征。自治性的实现，各种应用的开发与运行，大部分直接依赖于集群的系统管理层，并且，系统管理层的完善程度，决定着集群系统的易用性、稳定性、可扩展性等诸多关键参数。正是集群管理系统将多台机器组织起来，使之可以被称为"集群"。 回页首三、IBM Cluster1350，Linux高性能集群 Cluster1350是IBM公司目标定位于高性能计算市场的Linux集群，包括一套完整的解决方案，集成了众多IBM与非IBM的先进的软硬件技术，有其特有的技术优势与强大的服务支持。Cluster1350集群的体系结构如下图所示：
https://www.doczj.com/doc/4c17059057.html,/sige_online/blog/item/d6aa74a9106a10ff1f17a224.html 和卫星遥测,遥感等探矿技术的发展,促使油气勘探的数据量爆炸性地增长, 要求信息系统能够获取,存储和处理TB级的巨量数据; 使用更精确的模型:为了提高探矿水平,必须使用规模更大,更精确数值模型来模拟地下矿藏的分布.5年前,模型的节点数一般不超过10万个;现在,经常需要使用节点数超过百万的3维模型来进行数值模拟; 提供更强的计算和数据管理能力:模型规模的扩大要求使用处理能力指数增长的计算机系统和更复杂的算法快速和精确地求解,同时也要求更强的数据管理能力来建立历史数据库,并把当前数据与长期积累的历史数据相比较,得到精确的综合预测结果; 支持功能丰富的应用软件:现代的油气探测应用软件必须具有直观的3维图象显示和输出,人机交互功能, 以提高工作效率; 降低成本:经济效益和市场竞争压力还迫使油气行业的信息系统在严格控制开支,降低总拥有成本条件下满足上述要求当前,传统的巨型机已经很难全面满足上述要求.油气行业要求使用更经济实惠的新解决方案来全面满足应用需求.Schluberger信息系统公司(SIS)是油气勘探信息处理领域中领先的厂商,也是HP在高性能技术计算领域重要的合作伙伴.该公司在使用基于安腾2的HP Integrity 服务器为计算节点的Linux集群上开发的面向油气矿藏模拟的ECLIPSE Parallel解决方案,能够全面满足油气矿藏勘探信息系统在性能和成本两方面的需求,提供解决人类社会现代化进程中能源问题的利器. 目标市场 ECLIPSE Parallel解决方案使用数值模拟方法满足油气行业探测石油和天然气地下分布状况和预测储量的需要, 油气公司从低级经理到高级主管各种类型的人员都可以得益于这一解决方案,包括:负责提供优化的矿藏分布和产量预测评估人员和经济分析师,负责作出开采决策的经理,信息系统管理人员;需要得到直观和实时矿藏信息的首席信息官(CIO)和首席执行官(CEO),负责监管的政府机构等等. 这一解决方案特别适合于要求打破油气行业使用巨型机传统,采用性能更高,价格/性能最佳的新颖解决方案的油气公司. 解决方案概貌 SIS ECLIPSE Parallel是一个基于英特尔和HP工业标准技术的成套解决方案,便于实施和灵活配置,提供先进的油气矿藏模拟功能.这一解决方案由系统平台和模拟软件两大部分组成(见下图). HP Linux ClusterBlocks集群系统是第一个经过认证的系统平台.这一Linux集群包括如下的层次: 计算节点:采用基于安腾2的HP Integrity rx2600服务器,使用新一代安腾2提供强大的64位处理能力; 互联设备:采用工业标准的高速Myrinet把计算节点联成一体,以太网联接管理节点; 操作环境:采用应用最广泛的RedHat Linux Advanced Server操作系统建立集群运行的操作环境; 集群管理和作业调度:采用Scali, Scyld或ClusterWare 公司著名的Linux工具软件管理集群系统;采用业界领先的Platform Computing的LSF 5.0软件来实现负载平衡,提高集群的工作效率上层的ECLIPSE Parallel模拟软件负责完成矿藏模拟的数值计算,它把整个数值求解问题分解成一系列较小的子问题,送到各个计算节点上并行地求解,然后再合成完整的结果. ECLIPSE Parallel解决方案这一基于Linux集群并行计算的设计思想,在性能,性价比,可伸缩性和可用性等方面都超过基于巨型机的传统解决方案,具有广阔的发展前途. 组成部件 SIS ECLIPSE Parallel软件与HP ClusterBlocks 集群结合在一起形成了一个把最先进硬件和软件完美地结合在一起的油气储藏模拟解决方案,它的主要组成部件有: 基于安腾2处理器的HP Integrity rx2600服务器; 工厂组装的基于Myrinet高速互联网络的16-128节点 Linux集群系统; RedHat Linux Advanced Server 2.1操作系统; Platform Computing的负载调度软件(LSF) 5.0:用于平衡集群内各节点的工作负载,提供运行效率; 消息传递接口(MPICH/GM):用于支持基于集群架构系统内的并行计算; 集群管理软件:允许采用Scali, Scyld, ClusterWareLinux 等公司的软件管理集群系统运行和资源共享; SIS ECLIPSE Parallel 油气储藏模拟软件 SIS ECLIPSE Parallel解决方案的硬件系统使用HP Integrity rx2600服务器作为计算节点,高速的Myrinet作为互联设备组成Linux集群,为油气储藏模拟软件提供高性能运行平台. ECLIPSE Parallel软件把整个模拟模型分解成若干个子区域.
063815移动计算技术32学时/2学分英文译名： Mobile Computing Technology 适用领域：计算机系统结构、计算机应用技术、计算机软件理论 开课单位：计算机科学与技术学院 教学目的：通过本课程的学习，学生应掌握移动计算的基本理论和方法，熟悉若干移动计算典型案例，重点掌握无线网络MAC协议原理以及移动自组网和无线Mesh网的基本组成、 结构、原理、相关协议以及实现与应用，为后续学习和研究工作奠定基础。 预备知识或先修课程要求：计算机网络 教学主要内容以及对学生的要求： 要求学生应预先学习计算机网络和移动通信等相关课程；教学主要内容包括：计算的 演变、移动计算技术概论、通用计算技术简介、无线网络MAC协议原理、移动自组 网、无线Mesh网、下一代无线Internet、移动计算的仿真技术以及移动计算的典型应 用案例等。 内容摘要： 移动计算技术是随着无线网络、移动网络以及移动设备的发展而在互联网基础上的技 术提升，主要解决不同网络的接入和无缝计算；它是分布式计算和分布式人工智能与 移动通信技术相结合的产物，是一种以移动性为特征的新的计算和问题求解规范，是 下一代分布、移动、开放环境中的工程系统模型，是目前的一个学术研究热点，并在 实际中得到广泛应用。因此，本课程主要对以上内容进行概念性介绍，使学生了解计
算技术的演变过程，把握信息技术的未来。同时，本课程将系统讲解移动计算的基础 理论、系统结构、关键技术和方法，并描述了移动计算多个应用案例。此外还对与移 动计算相交叉的移动自组网技术、无线Mesh网技术、穿戴计算技术、和移动计算仿 真技术作了详细讲授。通过本课程的学习，学生应掌握移动计算的基本理论和方法， 熟悉若干移动计算典型案例，为后续学习和研究工作奠定基础。 考核方式： 总成绩(百分制)=平时成绩（10%）+实验（10%）+口头报告（30%）+大作业（50%）。 平时成绩根据上课出勤情况和课堂参与度评定；课程讨论要求每名学生作口头报告并 提交PPT，根据报告难度和质量评定成绩；课程结束时，每名学生需将自己研究方向 与移动计算技术相结合，撰写一个完整、可行的研究计划，根据完成质量评定成绩。课程主要教材： 无. 主要参考书目： [1]《移动计算技术》徐明、曹建农、彭伟清华大学出版社2008-9 [2]《GloMoSim网络仿真-从入门到精通》高振国哈尔滨工业大学出版社2008-5 [3]《普及计算》[德]Uwe Hansmann, Lothar Merk 等(著)，英春、孙沛(译) 清华大 学出版社2004-1 [4]《Mobile Computing》Chander Dhawan 世界图书出版社1997 [5]《下一代无线因特网技术：无线Mesh网络》方旭明人民邮电出版社2006-5 [6]《Ad Hoc移动无线网络》王金龙国防工业出版社2004-5
华师大高性能计算集群作业调度系统简明手册 华师大高性能计算集群采用曙光的Gridview作业管理系统，其中集成了torque+Maui，是十分强大的作业调度器。下面将依次介绍华师大的的作业调度系统的设定，使用，以及相关作业调度命令 一：华师大作业调度系统队列策略设定 由于华师大的超级计算中心共分三期建设，其作业调度设定较为复杂： CPU 节点名 (pestat 可查看) 节点Core 个数 队列备注 第一期E5450 b110-b149 b210-b229 8(2*4) mid1,huge 第二期E5640 b310-b339 b410-b439 8(2*4) mid2, hugeA(需申请) 其中hugeA队列提交后 需经批准 第三期X5675 ,GPU(c2050 ) a110-a149 a210-a249 a310-a339 a410-a447 12(2*6) mid3,small,ser ial,gpu hugeB(需申请), shu(私有队列) itcs(私有队列) 其中hugeB队列提交后 需经批准 shu和itcs为私有队列， 不向公共用户开放 在命令行输入cchelp 可以查看详细的华师大的作业调度系统策略，如下 二：作业调度系统的使用
华师大计算中心共有两个登陆节点login(59.78.189.188)和login1(59.78.189.187)，供用户登陆提交相关作业。一般来说，可直接使用命令行提交作业。不过为了规范和易于管理，建议使用PBS脚本进行作业提交，提交命令为qsub **.pbs(pbs脚本文件)。 下面将简要的分别给出串行作业和并行作业的PBS样本(已放至/home/目录下)，仅供参考，更多高级功能，请自行查阅相应手册。 1.串行作业pbs脚本样本 #PBS -N test \\表示该作业名称为test。 #PBS -l nodes=1:ppn=1 \\表示申请1 个节点上的1 颗CPU。 #PBS -j oe \\表示系统输出，如果是oe，则标准错误输出(stderr)和 标准输出(stdout)合并为stdout #PBS –q serial \\表示提交到集群上的serial 队列。 . /job>job.log 为提交的作业。 2.并行作业PBS脚本样本
XX图书馆集群管理系统V3.0 (图书馆云平台） 设 计 方 案
前言 十二五以来，国家启动了农村义务教育学校改造计划。近年来各省市中小学图书馆（室）建设的硬件大部分都有了很大的改善，一般中心小学以上学校都建有图书室、阅览室，学校图书、期刊的数量也逐年增加。但不少学校的管理水平还比较低，依然停留在手工编号、借阅、管理的层次上。而随着国家教育资金的不断投入，所有中、小学、高中，都在大力进行校园信息化建设，尤其是学校图书馆（室）的建设。随着藏书量大量增加，图书馆的管理将面临更大的压力。单纯的手工操作管理已无法满足图书量的增加造成的工作量的增加，也无法实现图书的快速流通。而实行图书计算机数字、网络化的管理，将能更好地发挥图书馆（室）在教育、教学、科研中的作用，满足学生日益增长的阅读需求，为全校师生服务，成为师生广泛猎取知识的乐园。
目录 一、建设的必要性及紧迫性 (1) 1、教育部门相关法规要求 (1) 2、图书馆管理系统建设需求 (2) 二、实现计算机自动化管理成本节约及效益提高（实例说明） (2) 三、集群管理系统教委端整体描述 (5) 1、系统概述 (5) 系统主界面 (5) 2、系统架构图 (5) 3、系统功能 (5) ①读者借阅排行 (6) ②图书借阅排行 (6) ③学科类目统计 (7) ④馆藏信息统计 (7) ⑤图书异常信息统计 (7) ⑥工作量信息统计 (8) 4、系统的优势 (12) 四、图书馆集群管理系统客户端设计原则和要点 (13) 五、集群管理系统客户端（工作站）整体描述 (14) 1、系统概述 (14) 2、技术及特点简介 (15) 4、功能详解 (16) 六、图书馆集群管理系统客户端实用性与适用性 (28) 七、图书馆集群管理系统客户端与传统手工操作对比说明 (28) 1、综合投入 (28) 2、系统维护及管理 (29) 3、易操作性、编目高效性 (30) 4、图书流通效率 (30) 八、使用图书馆集群管理系统客户端对不同层面的益处 (31) 九、市/县教育系统使用图书馆集群管理系统可实现目标 (32) 十、系统技术指标和特点 (33) 十一、与行业同类系统相比优势 (34) 十二、强有力售后服务 (35) 十三、系统运行环境需求 (36) 十四、系统配件及附件 (37)
解决方案简介 面临的挑战 随着当前信息的爆炸式增长，以及在使用基于x86微芯片的通用硬件方面的不断创新，通常是由多台机器来提供计算以共同执行非常复杂的任务。这使得网络成为一个至关重要的HPC 组件。解决方案 瞻博网络提供一种高速的HPC 数据中心网络解决方案。此HPC 基础架构非常适合于那些希望近距离互连多台10GbE 服务器，而且延迟时间不能超过亚微秒的客户。优势 ? 基于10GbE 接入的模块化网络设计? 支持极大规模的低延迟连接? 提供多种功能来满足端到端的应用需求 高性能计算(HPC )数据中心解决方案 瞻博网络HPC 解决方案能够帮助客户执行密集的计算任务，并提供最大的网络效率和可靠性 面临的挑战 随着高性能集群解决方案和超级计算的日渐增加，越来越多的行业开始转向多节点集群应用。采用HPC 技术背后的主要驱动因素是越来越多的用户可以访问不断增加的数据量，这就需要进行计算以处理这些数据。由于基于以太网的集群解决方案的普及，以及在高性能业务中进行密集型计算和建模所带来的价值，很多企业开始重新审视计算集群为他们带来的经济效益。下面是多个行业从HPC 技术获得明显收益的实例： ? 设计工作室依靠计算集群来进行动画和视觉效果的渲染和建模。? 工程和建筑公司使用HPC 进行建模和3D 成像。? 石油和能源公司使用HPC 进行建模和地震研究。? 生物技术公司利用HPC 进行建模和预测性模型分析。? 投资公司和银行利用HPC 进行算法交易建模和快速市场分析。? 零售公司利用HPC 获得市场情报和进行基于视频的业务分析。? 学术界始终在挑战可以实现的最大计算能力。 一般说来，这些计算挑战对于网络提出了一系列极为苛刻的要求。局域网的最初设计目的是将相对较近的最终用户工作站连接在一起，并支持这些工作站与远程网络进行通信。HPC 网络对于网络的要求主要是服务器与服务器的连接性，局域网应用与现代数据中心在通信流量模式上有很大差距，与HPC 数据中心的差距就更大了。由于这些因素，我们看到以太网大约只服务于一半的HPC 市场，In? niband 还占有显著的市场份额。一直以来，Infiniband 都被视作服务于那些低延迟和极高性能的HPC 集群应用的传统技术。 不单单是现有的局域网架构不能很好地支持HPC 基础架构（瞻博网络基于1GbE 的集群交换fabric 技术可以解决这一问题），而且，长期以来以太网技术（实际上是局域网的基础）也缺乏某些HPC 集群所需的高性能特征。随着10GbE 的商业化，基于以太网的HPC 解决方案开始具有技术可行性和出色的经济性。
随着计算机应用的广泛深入，不同领域处理问题的规模也越来越大，对计算速度的追求也在不断增长。例如，在气象预报、流体力学、能源工程、生物制药、图像处理等领域的问题都涉及到海量的计算数据，并且计算必须在能接收的时间内完成。所以，如何在短时间内完成计算任务，提高并行计算的效率已经成为这些领域要解决的问题。 商用CAE软件现在发展的非常之迅速，而且都致力于软件的并行化开发。目前，市场上的通用CAE软件都实现了集群中的并行运行，而且效果都非常良好。以ANSYS为例，作为目前最常用的有限元求解软件之一，它的求解模块种类多，多物理场实现耦合求解以及实现协同仿真技术等优点受到广大用户的欢迎。因此，通用CAE已经成为今后工程计算领域的重要工具。 1 CAE通用软件的发展 20世纪在50年代末、60年代初就投入大量的人力和物理开发具有强大功能的有限元分析程序。其中最为著名的是由美国国家宇航局在1965年委托美国计算科学公司和贝尔航空系统公司开发的NASTRAN有限元分析系统。此后有德国的ASKA、英国的PAFEC等公司的产品。 CAE在工程上初步开始使用一直到今天，已经经历了50多年的发展历史，其理论和算法都经历了从蓬勃发展到日趋成熟的过程。在航天、航空、机械、土木机构等领域的工程和产品结构分析中已经成为必不可少的数值计算工具，同时也是分析连续力学各类问题的一种重要手段。随着计算机技术的普及和不断提高，CAE系统的功能和计算精度都有很大提高，
各种基于产品数字建模的CAE系统应运而生，并已成为结构分析和结构优化的重要工具，同时也是计算机辅助4C系统（CAD/CAE/CAPP/CAM）的重要环节。CAE系统的核心思想是结构的离散化，即将实际结构离散为有限数目的规则单元组合体，实际结构的物理性能可以通过对离散体进行分析，得出满足工程精度的近似结果来替代对实际结构的分析，这样可以解决很多实际工程需要解决而理论分析又无法解决的复杂问题。 正因为CAE在制造企业中承担着关键的工具的作用，所以其高性能平台的选择也非常的重要，这个平台直接影响CAE的运行性能表现、整体成本和系统等方面的问题。所以，高性能计算平台与CAE软件的如何更好的配合要进行一个全面的权衡。 2 CAE模拟的步骤 2.1 建立物理模型 在研究一项具体的问题的时候，首先必须要明确研究对象及其物理特性。确定出一个具有特定便捷的研究区域，分析的特征与特性。其次根据研究内容的特征，做出简化假定和近似，忽略非本质的物理过程来简化整个物理模型。从而得出一个经过简化，比较有研究特点的物理模型。 2.2 建立数学模型 物理模型确定以后就要建立相应的数学模型，也就是用数学模型来反映问题各量之间的
高性能计算平台建设方案1.验证理论、发展理论的重要工具，另一方面，它是在理论的指导下发展实 用技术，直接为经济发展服务；计算科学的发展也有相当悠久的历史，只是在计算机这一强大的计算工具问世之前，计算只能利用人类的大脑和简单的工具，计算应用于科学研究有天然的局限性，限制了它作用的发挥；随着计算机技术的发展，使用科学计算这一先进的技术手段不断普及，逐渐走向成熟。科学计算可以在很大程度上代替实验科学，并能在很多情况下，完成实验科学所无法完成的研究工作。科学计算也直接服务于实用科技，并为理论的发展提供依据和机会。在许多情况下，或者理论模型过于复杂甚至尚未建立，或者实验费用过于昂贵甚至不允许进行，此时计算模拟就成为求解问题的唯一或主要手段了。 目前，高性能计算已广泛应用于国民经济各领域，发挥着不可替代的重要作用： a) 基础学科中深入的知识发现，问题规模的扩大和求解精度的增加需要更高性能的计算资源。例如，计算立体力学、计算材料学、计算电磁学。 b) 多学科综合设计领域中大量多部门协同计算需要构建高性能的综合平台。例如，汽车设计、船舶设计。
c) 基于仿真的工程科学结合传统工程领域的知识技术与高性能计算，提供经济高效地设计与实践方法。例如，基于仿真的医学实践、数字城市模拟、核电、油田仿真工具、新材料开发、碰撞仿真技术、数字风洞。 d) 高性能计算提升众多行业服务、决策的时效性，提高经济效益。例如，实时天气预报、城市交通控制、视频点播服务、动漫设计、网络游戏、基于RFID 的货物跟踪、智能电子商务。 e) 数据密集型应用需要高性能数据处理，以应对数据爆炸式增长带来的难题。例如，高能物理实验数据处理、遥感数据处理、商业智能、生物信息学、RFID 数据挖掘、金融业分析抵押借贷、移动电话流量分析。 1.1建设内容 高性能计算平台是面向全校提供高速计算服务的公共计算平台，主要运行科研计算任务，并且能够根据应用任务对硬件资源的不同需求，动态分配和调整平台资源，管理计算作业。用户通过校园网或VPN远程提交计算作业、获取计算结果，并能够根据权限调整，实现权限控制，硬件细节对用户透明。用户界面实现图形化交互窗口和SSH登陆相结合方式。 平台的主要硬件设备有：管理节点、计算节点、存储IO节点、Infiniband交换机、高速存储、千兆以太网交换机；软件方面有：64位Linux操作系统、并行开发环境、并行文件系统、作业调度管理系统、硬件集群管理系统等，利用高速infiniband网络互联构成计算环境，通过并行计算支撑软件和作业调度系统使它们协同工作。 平台支持同时运行Ansys、Fluent、Gauss、Materials Studi、ADMS、Opera、HFSS、MTSS、MAGIC、CST、Icepak等商业软件，并支持C（C++）、Fortran77/90等语言的编译和运行环境，以保证学院自编应用程序的计算求解需求。
******第一章**************** ●ISO七层参考模型：应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层。 ●物理层的主要功能：利用传输介质为通信的网络节点之间建立、管理和释放物理连接； 实现比特流的透明传输，为数据链路层提供数据传输服务；物理层的数据传输单元是比特。 ●数据链路层主要功能：在物理层提供的服务基础上，数据链路层在通信的实体间建立数 据链路连接；传输以“帧”为单位的数据包；采用差错控制与流量控制的方法，使有差错的物理线路变成无差错的数据链路。 ●网络层主要功能：通过路由选择算法为分组通过通信子网选择最适当的路径；为数据在 节点之间传输创建逻辑连接；实现网络互连功能。 ●传输层主要功能：向用户提供可靠端到端（end-to-end）服务；处理数据包错误、数据 包次序，以及其他一些关键传输问题；传输层向高层屏蔽了下层数据通信的细节，是计算机通信体系结构中关键的一层。 ●会话层的主要功能：负责维护两个节点之间的传输链接，以便确保点-点传输不中断； 管理数据交换。 ●表示层的主要功能：用于处理在两个通信系统中交换信息的表示方式；数据格式变换； 数据加密与解密；数据压缩与恢复。 ●应用层的主要功能:为应用程序提供了网络服务；应用层需要识别并保证通信对方的可 用性，使得协同工作的应用程序之间的同步；建立传输错误纠正与保证数据完整性的控制机制。 ●对OSI参考模型的评价：层次数量与内容选择不是很好，会话层很少用到，表示层几乎 是空的，数据链路层与网络层有很多的子层插入；OSI 参考模型将“服务”与“协议”的定义结合起来，使得参考模型变得格外复杂，实现困难；寻址、流控与差错控制在每一层里都重复出现，降低系统效率；数据安全性、加密与网络管理在参考模型的设计初期被忽略了；参考模型的设计更多是被通信的思想所支配，不适合于计算机与软件的工作方式；严格按照层次模型编程的软件效率较低。 ●对TCP/IP参考模型评价：在服务、接口与协议的区别上不很清楚，一个好的软件工程 应该将功能与实现方法区分开，参考模型不适合于其它非TCP/IP协议族；TCP/IP参考模型的主机-网络层本身并不是实际的一层；物理层与数据链路层的划分是必要和合理的，但是TCP/IP参考模型却没有做到这点。 ●无线通信通常影响OSI中的三层：物理层、数据链路层和网络层。物理层：无线系统中 关键资源是无线频谱，物理层重点是设计如何有效利用频谱资源的调制、信源编码、信道编码、信号检测等技术。链路层：重点是如何在时间上、频率上或空间上共享频谱，其中MAC层协议的设计尤为重要。网络层：重点是路由和服务质量。 ●跨层设计的思想就是使任意两层之间能够互相提供和利用有用信息。 ●自适应是跨层设计的核心思想，所谓自适应就是指协议栈能够分析和提取所需信息，并 根据这些信息做出正确反应的机制，它既包括协议栈的上层对下层变化的自适应，也包括下层对上层要求的自适应。 ●移动计算：是一种在任何时间、任何地方、在运动过程中所具有的不间断访问数据的能 力。 ●游牧计算:人们在不同的地点要求连续同样的工作，这些地方是固定的工作场所,在移动 过程中不要求工作.工作环境:计算机+ 互联网 ●普适计算又称普存计算、普及计算（英文中叫做pervasive computing或者Ubiquitous computing）这一概念强调和环境融为一体的计算，而计算机本身则从人们的视线里消