检索结果-内蒙古大学图书馆

数据与计算发展前沿 2010年第2期 28-33页

作者：曹小林刘旭北京应用物理与计算数学研究所高性能计算中心

粒子模拟通过求解粒子运动方程计算粒子轨迹,其中粒子受力分为短程力和长程力两种。粒子模拟广泛应用于材料科学和等离子体物理。在粒子模拟并行计算中,存在四个共性问题,包括数据结构、粒子通信、负载平衡和快速多极子。我们将关于这... 详细信息

粒子模拟通过求解粒子运动方程计算粒子轨迹,其中粒子受力分为短程力和长程力两种。粒子模拟广泛应用于材料科学和等离子体物理。在粒子模拟并行计算中,存在四个共性问题,包括数据结构、粒子通信、负载平衡和快速多极子。我们将关于这些问题的研究成果集成到JASMIN框架,形成四个模块,以支持粒子模拟大规模计算。目前,在JASMIN框架上已经开发了十多个应用程序,如分子动力学代码、PIC代码和位错动力学代码等。对于短程力粒子模拟,并行程序可在2000个处理器上模拟包含数十亿粒子的物理模型。对于长程力粒子模拟,并行程序可在1000个处理器上模拟包含千万个粒子的模型。

关键词：粒子模拟粒子通信负载平衡快速多极子

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基于JASM IN框架的粒子模拟并行计算

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科研信息化技术与应用 2010年第2期1卷 28-33页

作者：曹小林刘旭北京应用物理与计算数学研究所高性能计算中心北京100094

关键词：粒子模拟粒子通信负载平衡快速多极子

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高性能计算软件开发中的瓶颈问题探讨

高性能计算软件开发中的瓶颈问题探讨

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2010年全国高性能计算学术年会(HPC china2010)

作者：陈军北京应用物理与计算数学研究所高性能计算中心100094

随着高性能计算软硬件支撑环境日益复杂化，并行软件开发已成为大型科学工程计算（CSE）的主要瓶颈。本文介绍了高性能计算软件开发活动、以及该过程中的活动人员——高性能计算开发人员的特征;结合大量前人的实践和我们的经验，研究高... 详细信息

随着高性能计算软硬件支撑环境日益复杂化，并行软件开发已成为大型科学工程计算（CSE）的主要瓶颈。本文介绍了高性能计算软件开发活动、以及该过程中的活动人员——高性能计算开发人员的特征;结合大量前人的实践和我们的经验，研究高性能计算软件开发中的瓶颈问题，并探讨了其中的一些技术途径。

关键词：高性能软件开发科学与工程计算验证与确认可移植性软件工程

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利用位图索引加速大规模科学数据按需访问

利用位图索引加速大规模科学数据按需访问

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第16届全国信息存储技术大会IST2010

作者：夏芳陈虹曹立强沈卫超北京应用物理与计算数学研究所高性能计算中心北京 100088

在分析TB及以上规模复杂科学数据时，实现关键数据的快速定位是一项非常具有挑战性的任务.通过引进目前国际最新位图索引技术，设计并实现科学数据按需访问软件系统，综合利用分段、编码、WAH压缩等位图索引改进策略，减少索引尺寸规模... 详细信息

在分析TB及以上规模复杂科学数据时，实现关键数据的快速定位是一项非常具有挑战性的任务.通过引进目前国际最新位图索引技术，设计并实现科学数据按需访问软件系统，综合利用分段、编码、WAH压缩等位图索引改进策略，减少索引尺寸规模和查询响应时阋.通过实际数据性能结果表明，此方法可以将大规模科学数据的按需访问速度提高2～10倍。

关键词：科学数据按需访问位图索引查询处理

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基于预算的资源管理模型

基于预算的资源管理模型

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2010年全国高性能计算学术年会(HPC china2010)

作者：罗红兵王伟张晓霞武林平北京应用物理与计算数学研究所高性能计算中心北京 10088

随着高性能计算机及应用的快速发展，如何合理地使用高性能计算机，提高系统产出率成为高性能计算机使用和管理中需要关注的问题。然而，现有批作业系统中的资源管理方式无论在保证资源使用公平性和合理性，还是保证作业服务质量方面 ... 详细信息

随着高性能计算机及应用的快速发展，如何合理地使用高性能计算机，提高系统产出率成为高性能计算机使用和管理中需要关注的问题。然而，现有批作业系统中的资源管理方式无论在保证资源使用公平性和合理性，还是保证作业服务质量方面都与实际的需求存在较大差距。文章基于经济学原理，提出一种基于预算的资源管理模型，旨在通过预算机制来实现对计算资源管理和使用的控制，最终达到资源使用最优化和保证作业服务质量的目的。文章首先介绍资源管理模型的总体设计及新的作业处理流程;其次介绍模型中的执行策略的设计及具体的思路，然后详细介绍预算机制的资源控制和使用方法;接着对比了国内外相关的研究工作;最后是结论以及今后需要进一步细化研究的问题。

关键词：高性能计算机资源管理经济模型服务质量分配策略

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多通道高分辨率显示系统的建设与应用

多通道高分辨率显示系统的建设与应用

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2010年全国高性能计算学术年会(HPC china2010)

作者：廖丽王弘邵京云艾志玮北京应用物理与计算数学研究所高性能计算中心北京 100080

不断追求高置信度的科学数值模拟产生的大规模科学数据，网格规模已超越了台式机的显示分辨率，传统的绘制与显示方式已不能兼顾显示全局数据以及足够的数据细节内容。针对大规模科学可视分析应用的需求，以高性能可视化集群及相应软件... 详细信息

不断追求高置信度的科学数值模拟产生的大规模科学数据，网格规模已超越了台式机的显示分辨率，传统的绘制与显示方式已不能兼顾显示全局数据以及足够的数据细节内容。针对大规模科学可视分析应用的需求，以高性能可视化集群及相应软件环境为支撑，以超大尺寸背投单体玻璃漫射屏幕为显示平台，借助多屏显示控制系统及高清立体投影仪阵列，构建复合模式多通道高分辨率显示系统，建设高性能科学可视分析环境，为交互式可视化应用提供3D 实时绘制的高分辨率显示能力，同时为科学分析提供综合信息显示与交流平台。

关键词：科学数值模拟大规模数据可视化高分辨率显示系统可视化集群 DMX Chromium

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有限差分区域分解算法基于块数据结构的并行计算及可扩展性分析

有限差分区域分解算法基于块数据结构的并行计算及可扩展性分析

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2010年全国高性能计算学术年会(HPC china2010)

作者：左风丽北京应用物理与计算数学研究所高性能计算中心北京 100088

对于快速发展的高性能计算机来说,全局通信不仅对并行可扩展性有较严重的影响,而且对系统的稳定性也有较严重的影响。在基于区域分解方法求解偏微分方程的领域中,并行有限差分区域分解算法具有全局非迭代和局部通信的特征越来越受到计... 详细信息

对于快速发展的高性能计算机来说,全局通信不仅对并行可扩展性有较严重的影响,而且对系统的稳定性也有较严重的影响。在基于区域分解方法求解偏微分方程的领域中,并行有限差分区域分解算法具有全局非迭代和局部通信的特征越来越受到计算科学家的重视。在大规模高性能并行机上,基于块数据结构的并行实现是获得高性能的有效方法之一。本文给出求解二维热传导方程的边界预估校正并行有限差分算法基于块数据结构在JASMIN 框架上的并行实现。从获得的实验数据可知,固定单处理器核上的问题规模,即块数据的个数为400,在1024 个处理器核上,获得60％的并行效率;且浮点计算是线性可扩展的,影响并行可扩展性的重要因素有网络通信延迟以及JASMIN 框架对块数据的管理开销。

关键词：有限差分区域分解算法全局非迭代局部通信块数据结构并行可扩展性

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大规模时变可视化数据的预取加速研究

大规模时变可视化数据的预取加速研究

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2010年全国高性能计算学术年会(HPC china2010)

作者：曹立强肖丽夏芳北京应用物理与计算数学研究所高性能计算中心北京 100094

大规模时变科学数据可视化处理通常要按时间步分解输入，形成帧序列.每一帧的处理需至少经历数据载入、处理与绘制三个步骤.由于数据量大、读取模式不规则，数据载入成为制约帧处理性能的主要因素之一.考虑相邻帧物理图像的相似性，如... 详细信息

大规模时变科学数据可视化处理通常要按时间步分解输入，形成帧序列.每一帧的处理需至少经历数据载入、处理与绘制三个步骤.由于数据量大、读取模式不规则，数据载入成为制约帧处理性能的主要因素之一.考虑相邻帧物理图像的相似性，如果能够利用上一帧数据读入列表预测当前帧输入情况，那么可以在上一时间步数据输入之后将本时间步数据从外存读入内存，进而在本时间步处理过程中快速获得数据，减少可视化处理的等待时间.利用微机测试表明，由于数据集的不同，时变可视化数据预取将可视化性能提高17.2％到47.5%.

关键词：时变可视化数据预取并行I/O 性能优化

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大规模并行电磁场计算程序JEMS-FDTD设计和实现

大规模并行电磁场计算程序JEMS-FDTD设计和实现

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“创新——核科学技术发展的不竭源泉”——中国核学会2009年学术年会

作者：李瀚宇周海京董志伟廖成常雷曹小林肖丽北京应用物理与计算数学研究所一室西南交通大学电磁学研究所北京应用物理与计算数学研究所高性能计算中心

基于"并行自适应结构网格应用支撑软件框架"JASMIN(J parallel Adaptive Structured Mesh applicationsINfrastructure)设计并实现了大规模并行电磁场仿真程序JEMS-FDTD(J Electromagnetic Solver-Finite Difference TimeDomain)。该程序使用经典的时域有限差分法,在结构网格上,显式地求解Maxwell方程组,精确模拟电磁场的传播、辐射、耦合等问题。典型应用包括波束波导、天线、滤波器、机箱耦合等。JEMS-FDTD具备大规模并行计算能力,可在数千处理器上求解百亿网格规模的问题。本文以自由空间电偶极子辐射和波束波导为算例进行了试算,对程序的正确性和大规模并行计算能力进行了验证和测试;并行效率测试表明JEMS-FDTD有较高的并行性能。

关键词：时域有限差分法计算电磁学并行计算波束波导

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超级计算机的多模式监控策略

超级计算机的多模式监控策略

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2010年全国高性能计算学术年会(HPC china2010)

作者：武林平张晓霞王伟朱清华王新建罗红兵北京应用物理与计算数学研究所高性能计算中心北京 100094 国防科技大学计算机学院长沙

运行状态的实时监控是对超级计算机进行高效管理的基础.目前的状态监控都是作为作业调度及资源管理的一个子系统，仅从软件监控的角度提供诸如节点、网络、IO 等部件的负载信息，缺乏更深层次的状态数据.而随系统规模的扩大，系统包... 详细信息

运行状态的实时监控是对超级计算机进行高效管理的基础.目前的状态监控都是作为作业调度及资源管理的一个子系统，仅从软件监控的角度提供诸如节点、网络、IO 等部件的负载信息，缺乏更深层次的状态数据.而随系统规模的扩大，系统包含的存储、通信、计算、散热、电源、监控等部件的数量急剧上升，由此而来的系统稳定性问题需要多层次、更加全面的状态监控方法，以实现在线故障诊断、失效预测能力.为了满足这种需求，结合现有系统监控手段，本文提出一种超级计算机的多模式监控策略，从软件状态、硬件状态两个角度，提供针对超级计算机关键部件的多层次、集中式监控方法.运行结果表明，基于多模式监控策略的故障管理方法能够提高系统运行稳定性及作业成功率：系统平均无全局故障运行时间由原来的8 天提高到28 天;系统全局故障修复时间由原来的平均10 小时降低为平均16 分钟;故障引起的失败作业比例由原来的4.6％降低为1.3%.

关键词：超级计算机多模式监控故障模式故障诊断失效预测

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