發(fā)布時間：2020-11-02 07:45

　　 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(fù)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(yán)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(fù)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。
【學(xué)位單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2006
【中圖分類】：TP338
【部分圖文】：

統(tǒng)容錯和數(shù)據(jù)一致等可靠性問題。.共享存儲器體系結(jié)構(gòu)圖2.1()c共享存儲器體系結(jié)構(gòu)(具有較強的551能力)從實現(xiàn)的難度上講，不論是硬件制造的復(fù)雜性還是軟件的實現(xiàn)難度，這種體系結(jié)構(gòu)都大大超過其他幾類體系結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)。實現(xiàn)這類體系結(jié)構(gòu)的集群系統(tǒng)有DSM(分布式共享存儲集群)、NUMA、cNcUMA等技術(shù)。在這類體系結(jié)構(gòu)中，可以將多個節(jié)點的計算資源集合在一起，形成一個內(nèi)存空間一致的單一系統(tǒng)，這樣的系統(tǒng)具有最好的551(單一系統(tǒng)映像)能力。

惴ㄔ?00處理器和1000處理器情況下的加速比變化曲線如圖4.7所示。圖4.7三種算法在不同問題規(guī)模下的加速曲線需要注意的是，Amdhal提出的公式適用于固定計算規(guī)模的加速比性能描述。4.5.2并行效率并行效率:處理器做有用計算工作的那一部分時間段。并行效率是一個相對化的算法性能標(biāo)尺，它反映一個算法使用并行計算機的計算資源的有效性，與問題規(guī)模無關(guān)。相對并行效率的定義為:E(尸)=單處理時執(zhí)行時間尸個處理器時執(zhí)行時間x處理器數(shù)量尸S(P)尸(4.3)等式4.3所定義的并行效率是相對算法在單處理器上的執(zhí)行時間，被稱之為相對并行效率。并行效率和并行加速比之間的關(guān)系也反映在等式4.3中，這兩個性能標(biāo)尺在現(xiàn)實中的意義在于:.在同一個并行計算機中，比較兩個算法的性能;.使用同一個算法，比較兩個并行計算機的性能;.根據(jù)影響著兩個指標(biāo)的因素，有針對性地改善算法或并行計算機的性能。4.5.3可伸縮性分析對于部分問題
【引證文獻】

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1 趙曉雷;;BSP模型下最大互信息醫(yī)學(xué)圖像配準(zhǔn)研究[J];電子設(shè)計工程;2012年16期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 王東;拖曳線列陣平臺背景信號仿真模塊設(shè)計[D];哈爾濱工程大學(xué);2011年

2 史鳳麗;基于集群計算機的圖像并行處理[D];西安科技大學(xué);2010年

本文編號：2866767