元计算研究趋势与目标元计算系统

元计算研究趋势与目标元计算系统作为分布式和并行计算的支持平台,具有分布式环境和并行计算的许多共同特点

现有分布式环境和并行系统的设计技术为研究元计算环境提供了强有力的基础

并行计算模型的研究,并行执行环境、并行编译技术的成熟,通用并行编程环境MPI、PVM的使用,为开发元计算提供了有力保证

分布式文件系统和网络文件系统的研究,特别是OSF/DCE以及CORBA的研究,为研究元计算系统提供了有力的指导和借鉴

但元计算的设计原理和它们不同

目前成为工业标准的DCE和CORBA也是分布式计算工具,但它们只支持分布式计算,不支持并行计算;它们使用客户机/服务器模型,而没有使用并行计算模型;它们主要是为商务开发的,而不是为了进行髙性能计算的

而元计算环境则不同,它具有分布式计算与并行计算两方面的好处,既可用于商务开发,又可用来进行髙性能计算

 元计算系统的研究将趋向基于Internet的广域异构环境,并支持成千上万的属于不同管理域的计算机节点参与计算和资源共享

在未来,开发一个性能优良的元计算系统将遵循如下的设计目标:提供单一映象空间:用户通过单一映象空间透明地操作和使用元计算环境

单一映象空间屏蔽硬件的边界,实现异构数据格式的转换,提供虚拟文件服务,把分散在各地的主机节点映射成一个统一入口的虚拟机器

保证用户站点自治:元计算的节点是Internet网络上的异构节点,参与元系统的这些节点可能属于不同的管理域

为了保证节点拥有者的合法权益,元计算必须保证各个节点的自主权

在设计元计算系统时,要考虑到毎个节点的最少安装,实现瘦型服务是十分重要的,也是系统实现扩展的关键所在

 提供强有力安全服务:由于元系统的节点具有分散性、流动性,毎类节点拥有的安全功能有所差别,因此,对元系统的节点管理就更显困难

在设计中,每个节点的安全性必须得到加强,至少不能破坏或降低节点原有的安全特性

支持高效容错功能:设计元计算系统应该考虑系统的容错功能、系统例外处理功能和软件调试与排错功能

支持统一资源管理:由于异构环境的节点各式各样,元系统必须支持多种体系结构

在元系统中,最好没有中心节点,整个系统是全分布的

通过中间件来保证异构硬件和软件的互操作性,进行资源的统一管理和调度

支持应用程序在元系统上合理调度:在元系统中,除了考虑指派任务给机器之外,还要考虑机器的异构特性,实现任务有选择的映射和调度

一个应用程序分解的子任务间往往存在依赖关系,依赖任务在异构机器上的调度是元系统设计的重点

 元计算是一个相对较新的研究领域,开发一个髙效、好用的元计算系统还存在一定的困难

一个元计算系统必须和同构系统一样,具有友好的人机交互界面、统一的编程环境、可靠的通信协议和高效的任务调度算法,并提供与流行的并行编码软件如PVM的接口

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