一、并行計算技術(shù)
所謂并行處理技術(shù),就是增加同一時間間隔內(nèi)操作數(shù)量的技術(shù)。為并行處理所設(shè)計的計算機統(tǒng)稱為并行計算機;在并行計算機上求解問題稱為并行計算;在并行計算機上實現(xiàn)求解問題的算法稱為并行算法。
嚴格地說,并行性有2種含義:一是同時性,指2個或多個事件在同一時間發(fā)生;二是并發(fā)性,指2個或多個事件在同一時間間隔內(nèi)發(fā)生。
目前比較流行的高性能計算系統(tǒng),大體可以分為2類:一類是共享內(nèi)存系統(tǒng)(SMP),其特點是多個處理器擁有物理上共享的內(nèi)存;另一類是分布存儲系統(tǒng)(DMP),如MPP和集群系統(tǒng),特點是系統(tǒng)由多個物理上分布的結(jié)點組成,每個結(jié)點擁有自己的內(nèi)存,結(jié)點通過高速以太網(wǎng)或?qū)S酶咚倬W(wǎng)絡(luò)連接。
二、集群系統(tǒng)
集群系統(tǒng)是利用高速通用網(wǎng)絡(luò)將一組高性能工作站或高檔PC 機,按某種結(jié)構(gòu)連接起來,在并行程序設(shè)計以及可視化人機交互集成開發(fā)環(huán)境支持下,統(tǒng)一調(diào)度,協(xié)調(diào)處理,實現(xiàn)高效并行處理的系統(tǒng)。集群系統(tǒng)中的主機和網(wǎng)絡(luò)可以是同構(gòu)的,也可以是異構(gòu)的。與傳統(tǒng)的并行處理系統(tǒng)相比,集群系統(tǒng)有以下幾個明顯的特點:
(1) 系統(tǒng)開發(fā)周期短。集群系統(tǒng)大多采用商用工作站和通用LAN 網(wǎng)絡(luò),大大節(jié)省了研制時間。
(2) 系統(tǒng)價格低。構(gòu)成集群的工作站或高檔PC 機是批量生產(chǎn)的,因而售價較低。
(3) 用戶投資風險小。集群系統(tǒng)不僅是一個并行處理系統(tǒng),它的每個結(jié)點同時也是一個獨立的工作站。即使整個系統(tǒng)對某些應(yīng)用問題并行效率不高,它的結(jié)點仍然可以作為單個工作站使用。
(4) 系統(tǒng)擴展性好。集群系統(tǒng)大多使用通用網(wǎng)絡(luò),系統(tǒng)擴展容易。
(5) 節(jié)約系統(tǒng)資源。集群系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)比較靈活,可以將不同體系結(jié)構(gòu)、不同性能的工作站聯(lián)結(jié)在一起,這樣就可以充分利用現(xiàn)有設(shè)備。
(6) 用戶編程方便。集群系統(tǒng)中,程序的并行化是在用戶熟悉的編程環(huán)境C、C++或Fortran下實現(xiàn)的。