异构计算环境中循环级并行性提取及调度

首先给出了循环最大加速比的定义，它是循环体中隐含并行性大小的度量。并且讨论了Ｄｏ循环的各种类型和它们的相关性以及隐含的并行性。在异构环境中，如何开发这些并行性，文中给出了几种方法，这就是异构计算消除串行瓶颈，异构Ｄｏ＿ａｌｌｌｏｏｐ调度，异构Ｄｏ＿ａ＿ｃｒｏｓｓ调度。无论在理论分析还是在实验结果上，这些方法所取得的计算性能都优于同构计算。

异构计算环境中基于移动代理的负载监控

由于个人机和工作站良好的性价比以及网络速度的加快,利用机群系统进行高性能计算成为一个热点。在这种异构计算环境中,了解负载信息的变化对于实现负载平衡是必不可少的。该文提出了基于移动代理进行负载监控,为实现异构计算环境中分布并行应用的负载平衡提供了重要信息。这种模式具有良好的移植性、可扩展性、灵活性。

异构计算环境下网络路由模拟任务的非线性划分

为降低异构计算环境下分布式网络模拟的计算开销,提出了一种网络路由模拟任务的非线性划分方法。该方法首先通过标准实验确定异构计算环境中各计算节点的计算能力,并通过曲线拟合确定各计算节点的路由模拟任务计算开销函数。然后基于各计算节点的计算能力以及计算开销函数,进行路由模拟任务分配及路由拓扑划分,实现对路由模拟任务的非线性划分。基于PDNS的实验表明,该方法相对于传统的均匀划分最多降低路由模拟运行时间50%以上,相对于线性划分最多降低25%以上。并随着路由模拟拓扑规模的增加,该方法的计算时间开销减少量呈现显著递增趋势。

异构计算环境下的网络模拟性能估计模型

为深入研究异构计算环境下的网络模拟性能,提出了一种针对异构计算环境的网络模拟性能估计模型。首先分析了影响异构计算环境下网络模拟性能的各种因素,包括同步开销、远程通信开销、路由模拟开销和数据包转发模拟开销等,并提出了异构计算环境下的网络模拟性能估计模型;然后提出了对模型中的影响因素具体分析与测试的方法。实验结果表明,该估计模型能准确地评估异构计算环境下大规模网络模拟任务的性能,与真实实验值相比,其平均误差率为3.2%,相对于现有性能估计模型,误差率有明显的降低。

“天河一号”系列超级计算机系统气象领域适用性分析

世界已经进入千万亿次高性能计算时代。中国国防科技大学研制的"天河一号A"(Tianhe-1A)在2010年11月14日第36届全球超级计算机TOP500排行榜上排名第一,引起了国际关注。Tianhe-1A采用CPU+GPU混合架构,峰值性能达4.701千万亿次,Linpack性能达到2.507千万亿次。介绍了"天河一号A"超级计算机系统的系统结构、性能指标和软件系统,并结合气象应用的特点,对该系统在气象领域的适用性进行了初步探讨。

异构环境下基于任务交互图的调度算法

针对异构环境下任务图为TIG(task interaction graph)的问题,利用松弛标记法善于利用邻居属性处理大量约束的特点,提出一种任务调度算法.算法把任务看作目标对象,处理器单元看作待分配标记,根据对象间所有可能关系,逐渐排除不相关的处理器单元,选择计算和通信综合性能较好的处理器单元.在兼顾任务执行的计算和通信需求的情况下,能够合理分配资源、提高处理速度、缩短整个应用程序的执行时间.实验结果与用穷举法得出的最优结果比较显示,本算法能较理想地解决异构环境下基于任务交互图的调度问题.

异构环境中的进程透明性迁移

异构环境下“网络计算”负载均衡技术的关键是要实现进程的跨平台迁移．文中结合进程迁移技术和ＪＡＶＡ的字节代码技术，提出了一种在异构环境中实现进程的透明性迁移的方案．在网络中的各节点上提供与系统平台无关的二进制码（ＢＹＴＥＣＯＤＥ）与节点机器码之间的转换机制，以使这些进程以类似ＪＡＶＡ中与平台无关的ＢＹＴＥＣＯＤＥ代码的形式在异构计算环境的结点之间进行传输来实现它们的跨平台迁移．

一种基于模糊聚类的网格DAG任务图调度算法

针对网格环境中,任务调度的目标系统具有规模庞大、分布异构和动态性等特点,提出一种基于模糊聚类的网格异构任务调度算法.以往的很多调度算法需要在调度的每一步遍历整个目标系统,虽然能够获得较小的makespan,但是无疑增加了整个调度的Runtime.定义了一组刻画处理单元综合性能的特征,利用模糊聚类方法对目标系统(处理单元网络)进行预处理,实现了对处理单元网络的合理划分,使得在任务调度时能够较准确地优先选择综合性能较好的处理单元聚类,从而缩小搜索空间,大量减少任务调度时选择处理单元的时间耗费.此外,就绪任务优先级的构造既隐含考虑了关键路径上节点的执行情况对整个程序执行的影响,又考虑了异构资源对任务执行的影响.实验及性能分析比较的结果表明,定义的处理器特征能够实现对处理器网络的合理划分,而且随着目标系统规模的增大,所提出的算法优越性越来越明显.

处理顺序约束的信息物理融合系统静态任务表调度算法

针对异构环境并行计算的静态任务调度问题,以最小化有向无环图(Directed acyclic graph,DAG)的执行跨度为目标,改变HEFT(Heterogeneous earliest finish time)算法中任务上行权重的计算方法,获得更加合理的任务顺序排列,提出了一种最早完成时间优先的表调度算法IHEFT(Improvement heterogeneous earliest finish time).该算法在计算任务的上行权重时,分别计算该任务分配给不同资源的上行权重,取其最小值,比使用所有资源对该任务的平均处理时间进行计算的HEFT算法更为准确.确定任务的处理顺序后采用最早完成时间越小越优先的策略将任务分配给最优资源,并使得任务的开始执行时间和结束时间满足DAG中有向边的通讯时间约束.通过使用部分文献中的算例数据以及随机生成满足一定结构要求的DAG进行算法测试,将IHEFT与HEFT,CPOP(Critical-path-on-a-processor)和LDCP(Longest dynamic critical path)进行了比较,结果显示IHEFT算法更有效,而且时间复杂度较低.

基于选择性复制前驱任务的DAG调度算法

针对异构环境下相关任务的静态调度问题,以最小化调度长度为主要目标,结合表调度与基于复制的调度思想提出了选择性任务复制调度算法.在任务调度过程中,利用处理器的空闲时间,通过有选择地复制能提前当前任务开始执行时间的父任务来减少任务之间信息传递的通信延迟,有利于后续任务的及时调度,从而缩短整个任务图的并行完成时间.实验结果表明,文中算法在通信量比较大的情况下在时间上优于复杂度相同的HEFT,HNDP及DDS算法,且随着任务图中通信时间/计算时间比值的增加,其优越性也越来越明显.

一种基于负载均衡性的网格任务调度算法

针对二分图匹配算法在任务之间存在时序关系时无法进行有效调度以及EFT算法没有充分考虑各处理机性能及网络通信状况的问题,提出基于二分图匹配的改进ETF算法。该算法综合考虑任务之间的时序关系、处理机的性能、处理机之间的通信情况及已处理任务的调度情况,利用二分图最佳匹配思想对局部任务进行调度。实验表明该算法具有较小的调度长度和较好的负载均衡性。

异构环境下基于Native-ATM的实时多媒体通信系统

为了探讨当前分布式多媒体研究领域中的两个重要课题 ,即异构计算环境下的实时多媒体通信以及 ATM(异步传输模式 )网络上能提供服务质量保证的高性能宽带多媒体应用 ,设计并实现了异构计算环境下基于 Native-ATM(纯 ATM)方式的实时多媒体通信系统。该系统在SU N工作站上实现了一组 Socket风格的 Native- ATM API(应用编程接口 ) ,并在 PC与 SU N工作站之间实现了基于ATM AAL5协议的实时多媒体数据流的互通 。

软件圈

AMD与Multicoreware优化OpenCL AMD近日宣布了与Multicoreware公司的新合作，后者是多核和异构计算环境软件解决方案和开发工具的领先供应商。

Windows NT与 Unix之间的互操作性

如何在运行Unix操作系统的计算机和运行Windows NT的计算机所组成的异构计算环境中顺利工作是许多用户都面临的共同难题,其解决的关键在于实现Unix与Windows NT之间的互操作性。所谓互操作性是指使不同的用户、应用程序及计算机系统能共享信息并协同工作,而不管它们所使用的桌面设备、连网硬件、网络协议以及运行数据的程序有什么差别。 实现不同系统平台之间的互操作性没有一种统一的解决方案,在不同的环境和不同的任务中具有不同的要求。本文将从网络连接性、数据访问、应用程序访问以及系统和网络管理4个方面来具体阐述互操作性的实现。