【摘要】： 當(dāng)前,面向個人用戶的桌面PSE(Problem Solve Environment,問題求解環(huán)境),通過各種并行化方案來提高計算性能。如Start*P、Parallel MATLAB Toolbox和pMATLAB等為代表針對MATLAB的加速方案,以及其他通用的如NetSolve、Webflow等并行PSE(問題解決環(huán)境)。這些方案有效地提高了桌面PSE的計算性能。隨著多核通用處理器、眾核結(jié)構(gòu)的圖形處理器和各種浮點計算卡的出現(xiàn),以及超級計算機體系結(jié)構(gòu)的不斷演變,帶來了并行編程的多樣化。 為了適應(yīng)這種多樣化,本文提出一種新的并行化問題解決方案,即面向個人計算的高性能計算中間件系統(tǒng)。該系統(tǒng)采取三層結(jié)構(gòu),分為應(yīng)用層、中間層和計算層等三層。其中應(yīng)用層提供了與PSE應(yīng)用程序的接口,負責(zé)將計算任務(wù)和數(shù)據(jù)封裝打包發(fā)給中間層,待計算完成后再從中間層返回的數(shù)據(jù)中取出計算結(jié)果；中間層負責(zé)計算任務(wù)、數(shù)據(jù)和計算結(jié)果的轉(zhuǎn)發(fā),并管理后端計算資源；計算層則是根據(jù)計算任務(wù),利用具有高性能計算能力的本地硬件或遠程超級計算機,對數(shù)據(jù)做計算,然后返回計算結(jié)果。該中間件將PSE前端和計算層進行分離,PSE前端無需關(guān)心計算層的計算是在本地還是遠程機器上完成,不用關(guān)心是CPU還是GPU抑或是浮點計算加速卡完成的。 在以上所述設(shè)計思想的指導(dǎo)下對本系統(tǒng)做了實現(xiàn),應(yīng)用層前端采用MATLAB,計算層采用GPU和MPI集群。對于利用MPI集群做計算加速的,為了保證用戶數(shù)據(jù)的機密性,利用RSA不對稱密鑰對客戶機認證進行加密,利用DES對稱密鑰對計算命令、數(shù)據(jù)和計算結(jié)果做加密。 最后,本文對本地計算加速和遠程計算加速的性能做了評估,結(jié)果證明本系統(tǒng)設(shè)計和實現(xiàn)的合理性和有效性。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：TP338.6

【共引文獻】

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本文編號：2604921