计算机新技术学术讲座

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1、计算机新技术学术讲座报告人：黄超个人简介复旦大学计算机软件与理论博士东南大学电子商务系副教授东南大学经济决策与信息管理研究所副所长主要研究方向：数据库/数据仓库、数据挖掘与知识发现、智能信息处理。已在国内外计算机类核心期刊发表论文十余篇，其中多篇论文被EI检索。研究课题：数据挖掘应用平台研制及应用（国家863项目）智能交通数据挖掘平台（信息产业部攻关项目）环球多市场金融信息平台（上海市科委攻关项目）2主要内容计算机硬件与互联网技术计算机软件技术智能信息处理技术3计算机硬件与互联网技术集群计算技术网格

2、计算技术普适计算本体论与语义网络4集群计算技术什么是集群集群是使用两台或两台以上的服务器组成的服务器集合，用以提供高性能的不停机服务，每台服务器均承担部分计算任务和容错任务，但是整体上表现为一个单一系统。与传统的并行计算模型相比，集群中各节点的复杂度中等，但是在单一系统映像、可靠性和可伸缩性上更优越。由于集群大多使用标准的商用部件，因此能够大幅度降低企业成本，如下页表所示。5集群计算技术特征MPPSMP集群分布式系统节点个数100-100010-10010010-1000节点复杂性低—中中—高中高节

3、点通信消息传递、共享变量共享存储器消息传递共享文件、PRC、消息单一系统映像部分支持支持完全支持不支持任务调度主机单一队列单一运行队列多队列协同独立运行队列系统可用性中低高中系统可扩展性低中（100CPU以下）高中6集群计算技术集群系统的组成部分后台共享存储设备集群内部网络通讯公共网络虚拟的前台界面无虚拟内存的的集群系统为了进一步提高集群系统的效率，使用高速网络将各主机的内存连接起来，当一个任务的内存不够时，它可以通过远程缺页的方式使用远程结点的内存，这样可以通过高速网络共享全局内存。7集群计算技术

4、无虚拟内存集群系统的难点整个资源的分配概念发生了变化，它是基于内存的资源分配；一个结点可能需要访问另外一个结点的内存，这就需要解决结点内存的所有权和自治问题；需要解决全局内存管理问题（集中式还是分散式），通过全局内存管理，应能达到减少网络流量，降低延迟和数据本地优化的目的。目前的操作系统还没有实现上述的处理，我们需要重构操作系统以方便内存资源共享。8集群计算技术集群的分类科学计算集群该集群主要用于大规模数值计算，解决复杂的科学问题。这种集群上一般运行专用软件，能够将数据分布到不同的服务器上进行解决。

5、针对不同的科学计算任务，一般有以下两种方式：任务分片方式：将任务分成多个子任务并分配到各节点，每个节点单独运行出结果，最后汇总计算结果；并行计算方式：各个节点可以进行具有强藕合关系的运算，运算中交换大量数据。9集群计算技术负载均衡集群该集群的目的是使负载尽量在各个节点中均衡分布，如计算负载、网络流量负载等。高可用性集群该集群的目的是使服务系统的运行速度和响应速度尽可能快，通过将程序运行在冗余节点上，集群具有更好的容错性。高可用性集群可以分为主从方式、双机备份方式和多机备份方式。10集群计算技术并行数

6、据库集群近年来兴起的集群类型，同时具有并行计算、高可用性和负载均衡等多种特征，主要用于高端数据库领域，如OracleRAC和IBMDB2EEE。OracleRAC系统每台主机拥有独立的CPU和内存，但是共享磁盘空间，主要针对于大量用户并行的访问，I/O冲突采用数据库的锁机制解决；DB2EEE中各计算机拥有独立的CPU、内存和磁盘，并且高速相连，对每一次访问，每个节点查询本地表中的相应结果，返回给协调程序，最后汇总成最终查询结果。11网格计算技术网格的基本概念什么是网格（GRID）网格是以Intern

7、et技术和分布计算技术为基础，将地理上分散的各类计算资源、存储资源、数据资源、应用资源、仪器设备等构成统一的虚拟环境，采用开放标准的协议，实现资源的有效共享，为动态参与的、由多机构所形成的虚拟组织协同完成高性能计算、信息处理等各类应用，提供可扩展的、安全的、一致的、不同等级质量的服务。网格是集群系统的进一步发展。12网格计算技术网格计算的产生背景分布式计算、高性能计算、大规模的资源共享、协同工作、数据密集型的科学计算。网格的本质特征是分布与资源共享高度抽象自相似动态性和多样性高可扩展性网格计算的示例

8、（见下页图所示）13网格计算技术Tier1Tier2Centre~1TIPSOnlineSystemOfflineProcessorFarm~20TIPSCERNComputerCentreFermiLab~4TIPSFranceRegionalCentreItalyRegionalCentreGermanyRegionalCentreInstituteInstituteInstituteInstitute~0.25TIPSPentiumII300MHzPentium