新一代信息技术与应用-课件3

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1、新一代信息技术与应用第三周：商用分布式计算与云计算、SaaS、SOA与云服务欧阳钟辉博士、教授陈守仁工商信息学院院长2012.41.2单机虚拟化（Single-SystemVirtualization）：VMWare：在硅谷成立于1998；2004年被EMC以6.25亿美元收购；2007年成功上市，IPO市值达191亿美元。带动一大批企业和开源社区投身虚拟化技术。1.3云计算的根基：多机虚拟化（Multi-SystemVirtualization）：PVM/MPI等系统目前仍然是国内外超级计算机的核心基础软件之一，

2、PVM（ParallelVirtualMachine）和MPI（MessagePassingInterface）。PVM包括一个完整的工具软件和软件库，他能在网络连接的各类计算机系统上模拟一个灵活的异构并行计算环境。PVM由两个部分组成：构成并行虚拟机的PVMD和用于用户编程的PVM用户界面函数库。PVM目前支持C、C++和FORTRAN。一般来说，一个PVM应用程式由多个子任务构成，每一个子任务负责程式的一部分运算，最后将计算结果进行汇总。PVM是当今流行的并行计算系统之一。MPI是基于消息传递的并行运算模式，是

3、对消息传递的一种新的库描述，被众多厂商、实现者和用户组成的委员会作为一种标准提出。MPI是为能在大规模并行机和工作站机群上高性能运行而设计的，他能从多种渠道获得，包括能免费由网站或厂商提供。MPI是个消息传递库，而不是一门语言，他目前支持的语言有C，C++、FORTRAN等等。包括国内著名的曙光、深腾（联想）和最近的天河一号（国防科大）超级计算机，都用到PVM/MPI。另外，和IBMLoadleveler类似的非商用系统，如PBS、Condor等（免费）作业调度系统，也是国内外超级并行计算系统的“标配”软件之一。。

4、1.1虚拟化技术与分类探讨回顾分布式计算（DistributedComputing）：一个分布式系统由多台自治的计算机通过计算机网络联网组成，网络内的计算机（也叫节点，Node）通过协作完成一个共同的任务。并行计算（ParallelComputing）：定义与分布式计算没多大差别，但一般认为分布式计算处于Loosly-coupled。认为并行计算处于Tightly-coupled。两者也可称为并发计算（ConcurrentComputing）。后来业界也把通过各种并发方式提高总计算能力的技术称为高性能计算HPC(H

5、ighPerformanceComputing)。2.1分布式计算与并行计算回顾超级计算（Supercomputing）：超级计算机通常是指由数百数千甚至更多的处理器（机）组成的、能计算普通PC机和服务器不能完成的大型复杂课题的计算机。为了帮助大家更好的理解超级计算机的运算速度我们把普通计算机的运算速度比做成人的走路速度，那么超级计算机就达到了火箭的速度。在这样的运算速度前提下，人们可以通过数值模拟来预测和解释以前无法实验的自然现象。新一代的超级计算机采用涡轮式设计，每个刀片就是一个服务器，能实现协同工作，并可根据

6、应用需要随时增减。单个机柜的运算能力可达460.8千亿次/秒，理论上协作式高性能超级计算机的浮点运算速度为100万亿次/秒，实际高性能运算速度测试的效率高达84.35%，是名列世界最高效率的超级计算机之一。通过先进的架构和设计，它实现了存储和运算的分开，确保用户数据、资料在软件系统更新或CPU升级时不受任何影响，保障了存储信息的安全，真正实现了保持长时、高效、可靠的运算并易于升级和维护的优势。真正的超级计算机是20世纪70-80年代由Cray制造的向量机。它们与分布式、并行系统都可以HPC来概括。华人科学家Stev

7、eChen用三年时间开发了全球第一架并行向量超级计算机（CrayX-MP/2），后成了美国国家工程院院士和1988年3月美国《时代》杂志的封面人物。美国IBM、日本NEC、中国国家并行计算机工程技术研究中心都已推出自己的超级计算机，但比较而言，以美国两院院士、“世界超级涡轮式刀片计算机之父”陈世卿博士为首的专家团队回归祖国后研发出的超级计算机仍然具有绝对的优势。2.2超级计算机的发展及其应用回顾HPC系统体系架构：20世纪60-70年代的HPC体系架构中从标量（Scalar）到向量（Vector）技术发展；向量处理

8、器系统的性能很高，在20世纪80年代到90年代早期一度在HPC体系架构中占有统治地位，但是最近几年以来，集群变得更加流行了。集群(cluster)就是一组MPP的集合。集群中的处理器通常被称为节点，它具有自己的CPU、内存、操作系统、I/O子系统，并且可以与其他节点进行通信。在基于集群的计算技术出现之前，典型的超级计算机都是向量处理器，由于它们全部采用专用的