段智勇[1]2004年在《基于Cactus应用的网格资源选择算法研究》文中研究说明近年来,网格的发展日新月异。当网格被用来作为各种大型应用的计算平台时,寻找网格中最佳资源并合理组织这些资源以满足应用需要是困难的。网格资源选择的目的就是要为应用选择合适的网格资源作为计算平台。 Condor提供了一个资源选择机制,该机制使用一个资源匹配中间件(matchmaker)来寻找合适的资源以满足用户要求。当有多个资源满足用户要求时,使用一个等级评价机制对所有资源进行评价,选择最匹配用户要求的资源。但是,资源匹配中间件是以选择一个单一机器来执行应用而设计的,因此并不适用于一个应用需要多台机器一起执行的情形。 2002年,芝加哥大学提出了一个资源选择算法,该算法通过扩展Condor的资源匹配框架,能够同时满足单一资源选择和多个资源选择的要求。但是,由于算法一开始就选择了资源集合中单机最强的节点,所以很容易陷入局部最优,当资源集合中有其他不包含最强节点的资源组合具有更好性能时,算法并不能找到此类组合。本文针对这一点对该算法进行改进,提出一个新的按域组合资源选择算法,并以Cactus应用为具体应用进行模拟实验,实验结果说明新算法能找到更加匹配用户资源要求的资源组合。 2004年,对于同步迭代应用,哈尔滨工业大学提出了一个基于分组的网格资源选择算法(CGRS算法),通过新的资源分组算法,能够减少所要评价的资源组合的数目。但是,CGRS算法仅仅简单地用固定值来衡量链路性能高低。本文对CGRS算法进行了改进,然后通过模拟实验对该固定值进行定量分析,同时比较了改进后的算法和旧算法的性能。 本文最后介绍了网格容错技术,并针对网格本身特性提出了一个基于基版本/副版本技术的容错资源选择方案。
段智勇, 张大方, 季洁[2]2005年在《基于Cactus应用的网格资源选择算法研究》文中提出当网格被用来作为计算平台时,寻找网格中最佳资源以满足应用需要是困难的。为此,文献[1]提出了一个资源选择算法,该算法通过扩展Condor的资源匹配框架,能够同时满足单一资源选择和多个资源选择的要求。但是,由于算法一开始就选择了资源集合中单机最强的节点,所以很容易陷入局部最优。对该算法进行改进,提出一个新的按域组合资源选择算法。实验结果说明新算法能找到更加匹配用户资源要求的资源组合。
段智勇, 张大方, 张伟鹏[3]2004年在《一个新的基于网格Cactus应用的资源选择算法》文中指出当网格被用来作为计算平台时,寻找网格中最佳资源以满足应用需要是困难的。为此, 文献[1]提出了一个资源选择算法,该算法通过扩展Condor的资源匹配框架,能够同时满足单一资源选择和多个资源选择的要求。但是,由于算法一开始就选择了资源集合中单机最强的节点,所以很容易陷入局部最优。本文对该算法进行改进,提出一个新的按域组合资源选择算法。实验结果说明新算法能找到更加匹配用户资源要求的资源组合。
王兴志[4]2009年在《动态电力系统的建模与网格计算研究》文中进行了进一步梳理我国电网作为世界上最复杂的人造工业网络系统之一,其安全稳定性的研究一直是电力科技工作者们关注的热点。本文针对动态电力系统提出了复杂电网的动态安全评估系统模型,并在网格计算模式下进行并行化数值仿真。本文的主要工作可概括如下:1.提出了一种广域电力系统建模和参数辨识方法。广域电力系统建模包括输电线路、发电机和负荷等叁个重要部分。首先,基于复功率平衡性指标建立了输电线路数学模型,并采用修改的扩展卡尔曼滤波技术和在线核学习技术进行不良数据处理和线路参数快速辨识;然后,对发电机采用随机微分方程进行建模,并结合最大似然估计法进行参数估计;最后,给出了电力负荷静态和动态模型,以及其相应的参数辨识方法。算例研究表明了应用本文输电线路建模方法可以对不良数据进行快速动态检测和输电线路参数在线并行化辨识,验证了结合广义卡尔曼滤波的改进参数辨识方法在发电机快速参数辨识和静态负荷模型/动态负荷模型参数辨识的有效性。这对于未来基于广域电力系统测量信息进行快速建模具有重要价值。2.研究了基于网格计算资源静态调度的电力系统并行化暂稳计算方法。该方法基于多区域电网分解技术建立相对通用的并行化暂稳计算模型,并使用一阶Adams多步法和改进一阶Adams多步法对边界协调系统参数进行预测、基于混合法求解代数方程组等策略提高了计算效率。不同规模电网算例测试表明新算法具有较高的算法收敛性和计算速度,多步法参数预测策略的采用可以节约高达14.8%的计算时间,结合数据文件预处理等方法可以获得近似线性加速比。3.提出一种基于网格计算资源适应性调度的并行化暂稳计算新方法。该方法基于电网“高内聚、低耦合”和网格计算资源异构且动态多变等特点进行电网区域分解适应性任务调度,并基于核学习的大电网快速分区算法、适应性指令级并行、适应性数值积分步长调整和提前终止仿真、适应性多时步协调计算等方法提高了并行化暂稳计算效率。不同规模电网算例测试表明新算法可以更好的挖掘暂稳计算的并行化能力。采用适应性分区、指令级并行、适应性数值积分步长调整和多时步协调计算等性能改进措施对华东电网实际系统进行测试,当处理器数目为8时,改进算法的并行计算时间比传统方法缩短了约54.2%,而改进算法的总计算时间比传统方法节省了约40.17%。4.建立了考虑叁维协调的并行化安全评估算法。该算法通过电网多区域并行化方法来保证区域电网交换功率和计划断面交流潮流的收敛性,引入随机扰动和蓄意攻击等策略来生成预想故障集合,在面向网格计算服务框架下进行多时段并行化安全评估,并对筛选后比较严重的故障进行辅助决策和并行化裕度评估。通过仿真结果验证了并行化安全评估计算方法的可行性和高效性,可作为大电网安全评估并行化计算的一种研究参考。5.提出了一种基于网格计算模式的动态安全评估框架和平台实现参考。建立了基于Globus进行定制的电力网格平台原型系统,分析了原型系统基本结构和计算任务处理流程,提出了改进的基于.NET的动态安全评估网格计算平台系统构架,开发了基于.NET的计算环境,在单机/共享内存机/集群机等计算资源下自动并行化执行计算任务,实现了网格计算模式下的动态安全评估示范应用。
赵友兵[5]2005年在《面向网格基于Java的交互式可视化系统GVis研究与实现》文中认为可视化在科学计算、国防建设和国民经济中有着重要应用,作为一种计算和数据密集型应用,往往需要较高的硬件配置,并常常利用并行技术进行加速。1990年代中后期以来,计算机硬件和网络技术获得长足发展,图形硬件性能急速提升,分布式可视化的分布范围逐步扩大。网格技术作为一种前瞻的面向广域网的分布式计算方式,是传统的并行和分布式计算在深度和广度上的拓展,使可视化应用在更广的范围内利用资源和提供服务成为可能,因此面向网格的可视化成为可视化领域的一个新兴研究方向。面向网格可视化系统的目标是利用网格为分布式可视化应用提供异构资源的管理和共享,多用户任务的管理和协同等关键支持,实现面向网格的多用户交互式并行可视化、远程可视化和协同可视化。现有的面向网格可视化研究尚处于起步阶段,工作各有特点,但缺乏系统性,对异构资源上支持交互式远程并行可视化任务的研究较少,尚没有一个系统能完全实现面向网格可视化的目标。针对这些问题,本文在国内外研究工作的基础上对面向网格的交互式远程并行可视化进行了探索,设计并实现了一个基于Java面向网格的交互式远程并行可视化体系结构和系统GVis,可以支持大数据集的交互式并行可视化和远程可视化,较系统地实现了面向网格可视化的基本目标。论文的主要研究内容与成果包括: 提出了一个面向网格可视化的叁层体系结构,该体系结构由网格支撑层,可视化层和网格门户层组成,每层负责提供一组支撑功能。网格支撑层提供运行分布式可视化任务所需要的资源管理和任务管理功能;可视化层完成具体的绘制、并行绘制和远程绘制;网格门户层为用户提供面向网格的可视化任务交互界面。该体系结构界定了面向网格的可视化系统应当具备的叁大基础功能,分层简洁,层次之间耦合少,各层具备较高的独立性和可扩展性。 面向网格的可视化系统使用动态变化的异构网格资源,并需要接受动态的任务指定。大部分现有的并行可视化系统不具备动态的资源管理和多用户多任务支持,而现有的网格中间件又无法直接支持交互式可视化应用,因此我们在网格中间件和可视化层之间引入了网格支撑层,并对网格中间件Globus的功能进行合理取舍,实现了网格资源和用户任务的动态管理,为GVis系统支持多用户多任务交互式远程并行可视化提供了有力支撑。
段智勇, 张大方, 张伟鹏[6]2005年在《一个容错的网格资源选择算法》文中进行了进一步梳理芝加哥大学提出了一个网格资源选择算法,能够同时满足单一资源选择和多个资源选择的要求。但是,由于算法一开始就选择了资源集合中单机最强的节点,所以很容易陷入局部最优,且算法不具备容错能力。针对这种情况,本文对该算法进行改进,提出了基于基版本/副版本技术的容错资源选择算法。模拟实验表明,算法是有效的。
王长亮[7]2007年在《网格环境下协作型任务的资源调度算法研究》文中研究指明网格是下一代Internet的发展方向，网格的主要目标就是把地理上广泛分布的计算资源、存储资源、网络资源、软件资源、信息资源等统一成一个逻辑整体，然后像一台超级计算机一样为用户提供一体化的计算、信息应用等服务。因此为了使网格能够达到最好的性能，有效减少网格任务的完成时间以及其它目标，出现多种资源调度算法，如：Min—Min，遗传算法，人工智能算法等。然而网格环境下的任务多种多样，根据其子任务之间的关系可以分成叁种类型：并行型任务(元任务)，顺序型任务，协作型任务。网格环境最普遍的任务就是子任务之间具有复杂制约关系的协作型任务，现有的针对协作型任务的资源调度算法都是建立在一定的假设条件下的，有一定的制约性。同时网格固有的一些特点，进一步增加了资源调度的难度。作者的主要研究工作如下：(1)针对这种情况提出了一种新的协作型任务的资源调度算法——动态多权值调度算法(DMVSA算法)，该算法根据协作型任务的DAG图动态的计算协作型任务中的关键路径节点，各任务节点的最早开始时间和最晚开始时间，以及它们到关键路径的距离，并把它们作为参考值来计算就绪子任务节点的优先级，进而根据优先级对子任务进行调度，同时该算法在调度的过程中还根据每次调度的结果动态的调整这些参数。文中给出了该算法的数学参考模型，以及算法的详细步骤和参数的计算方法。(2)为了验证算法的性能使用simgrid仿真器对该算法进行了仿真，并详细介绍了DMVSA算法仿真模型的建立步骤和该仿真模型的基本组成模块，各模块的特点、作用和它们之间的关系。(3)对DMVSA，DAG-Min和DCPN叁种算法的时间复杂度分析表明它们同为o(mn~2)，最后针对各种类型的协作型任务，在各种计算通信比率和负载的情况进行仿真试验，对实验结果的分析表明：与DAG-Min算法和DCPN算法相比DMVSA算法有着相对较高的调度性能，能够在更短的时间内完成各种类型的协作型任务，并且不会被任务中通信计算比率和任务间的耦合关系的变化所影响，有着良好的适应性。
张君雁[8]2003年在《网络资源管理若干问题研究》文中进行了进一步梳理作为下一代Internet的网格技术能使地理上分布的资源透明地集合在一起,特别适用于大规模分布式应用。网格为应用和用户带来很多好处:提供便捷的资源访问接口,虚拟环境中的远程协作和资源共享,以及消除信息孤岛。因此,网格技术的研究,无论对于教育科研,工程应用,还是大规模商用,都有相当重要的价值和意义。本文从系统模型和结构,相关算法,策略方案等方面进行详细的研究,并取得如下创新性成果:提出基于Agent技术的网格资源管理系统结构。将网格划分成网格域,并给出网格域的内部结构;同时,给出基于Agent的网格资源管理系统的结构,并定义用户任务请求的具体内容;进而定义网格资源管理系统中的各种Agent的层次和功能,然后给出多Agent合作实现网格系统资源管理功能的完整工作过程。提出基于Agent技术和主动网络技术的网格边界系统结构。给出用于实现通信和路由的Agent的逻辑格式和封装方法,并设置Agent服务器的工作模式和动态协议配置方法。在此基础上,给出网格边界系统中的主动结点模型,提出基于Mark的路由方案。出于安全性考虑,将DPM和PPM结合得到一种新型的IP追踪方案,并给出相关算法,该方案的优点在于快速反应性和健壮性,能有效对抗DDoS攻击。提出基于Agent技术的网格竞价方案。设计允许多个竞价场景并发的电子市场,并制定竞价规则,包括:资源的技术代价,标准技术代价,以及竞价算法。该电子市场由TBAgent组织和管理。为Agent选取合适的竞价场景而建立概率模型,基于该模型和竞价的各种约束条件,设计多种不同竞价策略,Agent能使用这些策略参与多个竞价场景。实验结果说明基于Agent的竞价策略具有良好的分布性和并发性。提出网格资源分配模型及算法。给出基于概率模型的资源发现方法和基于代价模型的资源决策方案。将网格资源分配分为两步:初始资源分配和剩余资源分配。定义资源分配的可用性和公平性量度,并形式化资源分配的最优化条件。首先,为初始资源分配设计加权公平分配方案,满足可用性和公平性量度;
湛邵斌[9]2007年在《基于网格计算的陆地表面温度反演》文中研究表明陆地表面温度在地表与大气相互作用过程中起着重要的作用，通过遥感方法进行地表温度的反演，可以在很大的程度上提高测量范围并减少工作量。本文利用Terra和Aqua两颗卫星的相似性和差异性，借助其共同传感器MODIS的数据，以及大气辐射传输模型MODTRAN来进行大气辐射传输模拟，并在此基础上制定模拟方案，完成地表温度反演的模型构建。同时，为了提高计算速度，引入了网格计算的概念，在UBUNTU系统下组建局域网，构建网格平台。建立网格环境下的地表比辐射率库和查找表。利用Globus、Cactus、WebService、MPICH-G2的统一协调配置来分配计算资源，完成基于网格环境下地表温度反演模型的可操作系统。最后以青海湖地区做为试验点，验证了模型构建的准确性和计算速度的提高。
崔振东[10]2008年在《工程优化设计网格的关键技术研究及其应用》文中指出网格能够将互联网上分散在不同地理位置的资源组织起来,实现计算资源、存储资源、数据资源、信息资源等的全面共享,从而提供安全、可靠、廉价、高效的计算能力,协同解决复杂的大规模科学和工程计算问题。网格目前已经成为高性能计算领域新的研究热点和重要的发展方向。现代工程优化设计的规模和复杂程度的大大提高,使得对高性能计算设备和环境的需求越来越强烈。网格能够整合网络上大量的闲置资源,提供超强的服务能力,这为进行大规模工程优化设计提供了可能。但是由于受到网格资源的分布性、异构性、动态性和自治性的限制,目前网格技术在工程优化设计领域还没有得到充分地应用。主要体现在:(1)缺少针对网格环境的优化算法和编程模型,难以通过网格技术高效地利用网络中的资源协同完成复杂的优化设计;(2)缺少对可协同优化作业的调度模型,限制了对基于网格的优化设计作业高效地调度;(3)缺少基于网格的优化设计平台及典型应用的研究,没有注重把大量闲置于网络的资源以“黑箱”服务的形式提供给实际的工程优化设计任务。针对以上存在的问题,本文深入研究了基于网格的工程优化设计算法模型和针对优化作业的调度模型,搭建了工程优化设计网格平台EODG,并基于该平台开展了汽轮机基础优化和注塑成型优化等典型应用的研究。主要研究内容有:1.发展了两种基于网格的黑箱优化算法模型,包括一种替代函数网格算法和一种演化设计网格算法。这两种算法以合理的分解优化设计任务和减少节点间数据传递量为基础,用计算池技术平衡网格节点的负载,既提高了算法精度又有效地加速了算法的收敛。替代函数网格算法给出一种与Kriging近似技术配套的序列优化迭代格式,可由少量抽样数据产生的不精确模型开始优化,并以较快的速度逼近最优解;演化设计网格算法采用多种群竞争和群体杂交策略,在传统遗传进化模型的基础上,利用定义最优解在各种群中出现的概率,引入信息熵目标,从而建立了熵基多种群演化设计模型,有效地加速了进化过程。2.针对在广义网格环境中难以对高耦合任务所获得的服务质量进行评价的问题,建立了Multi-Qos评价模型。该模型在综合考虑了用户的多维Qos偏好和网格资源固有特征基础上,引入层次分析法,对网格任务所能获得服务质量进行多维的评价。3.提出了基于资源监控和负载调整的优化作业网格调度算法(RMLABSA)。该算法通过监测信息对资源性能进行预测,利用多维Qos评价模型选取能够提供高服务质量的网格资源参与作业的协同执行;在此基础上,利用整数规划方法实现任务分配,并通过监控任务的执行获取资源服务能力的实测值,以此调整资源负载。该算法能够很好地平衡负载,具有较高的自适应性,适合对优化作业进行调度。4.面向工程优化设计的共性需求,提出了四层的优化网格体系结构,搭建了工程优化设计网格计算平台(EODG)。层次化、构件化的设计使该系统具有透明性好、可靠性高、可伸缩性大和易维护性强等特点。基于该平台,研究了基于“黑箱”的优化程序和软件的网格化封装问题,实现了对汽轮机动力分析程序QJDU、注塑成型模拟程序Z-mold等软件的网格资源化封装,并把所提出的网格优化算法封装成为该平台上的优化设计构件。5.开展基于网格的实际工程优化设计典型应用的研究。基于工程优化设计网格平台,利用所提出的网格计算方法,对汽轮机基础优化、注塑成型优化等典型应用进行了研究。算例的运行结果显示:(1)所提出的网格算法具有较高的精度和效率;(2)所搭建的网格平台适合应用于工程优化设计;(3)基于网格的大规模计算问题的效率更高。本文工作得到国家自然科学基金项目(10590354)的资助。
参考文献：
[1]. 基于Cactus应用的网格资源选择算法研究[D]. 段智勇. 湖南大学. 2004
[2]. 基于Cactus应用的网格资源选择算法研究[J]. 段智勇, 张大方, 季洁. 系统仿真学报. 2005
[3]. 一个新的基于网格Cactus应用的资源选择算法[C]. 段智勇, 张大方, 张伟鹏. 第叁届中国测试学术会议论文集. 2004
[4]. 动态电力系统的建模与网格计算研究[D]. 王兴志. 上海交通大学. 2009
[5]. 面向网格基于Java的交互式可视化系统GVis研究与实现[D]. 赵友兵. 浙江大学. 2005
[6]. 一个容错的网格资源选择算法[J]. 段智勇, 张大方, 张伟鹏. 计算机工程与科学. 2005
[7]. 网格环境下协作型任务的资源调度算法研究[D]. 王长亮. 武汉理工大学. 2007
[8]. 网络资源管理若干问题研究[D]. 张君雁. 电子科技大学. 2003
[9]. 基于网格计算的陆地表面温度反演[D]. 湛邵斌. 吉林大学. 2007
[10]. 工程优化设计网格的关键技术研究及其应用[D]. 崔振东. 大连理工大学. 2008
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