分布式并行计算系统的设计与实现毕业设计（论文）.docVIP

目录 1 前言 1 2 系统分析 2 2.1 概述 2 2.2 系统目标 2 2.3 系统功能 2 2.4 功能描述 2 2.4.1 任务定制 2 2.4.2 任务处理规则的编写 2 2.4.3 任务的分配和调度 2 2.4.4 任务请求与处理 2 2.5 系统的逻辑模型 3 2.6 系统的运行环境 3 2.6.1 服务器端运行环境 3 2.6.2 客户端运行环境 3 3 系统设计 3 3.1 系统总体结构 3 3.2 计算机系统配置方案 4 3.2.1 计算机系统硬件配置方案 4 3.2.2 计算机系统软件配置方案 4 3.3 代码设计 4 3.3.1 编码目的 4 3.3.2 设计原则 4 3.4 文件/数据库设计 4 3.4.1 文件设计 4 3.4.2 数据库设计 5 3.5 输入/输出设计 7 3.5.1 输入设计 7 3.5.2 输出设计 9 3.6 计算机处理过程设计 11 3.6.1 任务定制模块 11 3.6.2 任务的分配和调度模块 12 3.6.3 任务的请求和处理模块 12 3.7 接口设计 13 3.7.1 模块处理规则接口 13 3.7.2 任务请求信息结构 14 3.7.3 任务分配调度规则接口 14 4 系统评价报告 14 4.1系统功能评价 14 4.2系统性能评价 15 4.3系统技术指标评价 15 分布式并行计算系统的设计与实现 杨名 (广西民族大学数学与计算机科学学院, 530006, 南宁) 指导老师: 曹敦虔 摘要 本文采用Web服务这一Internet上新型的分布式计算技术，构建一套通用的分布式并行计算系统框架。该系统框架主要实现了任务的动态部署、计算规则的动态编写及任务的请求和处理等功能。服务器端支持添加多个任务模块的功能，编写模块处理规则，通过web服务将任务发布到internet上。客户端支持多线程，可同时计算多个任务。服务器和客户端支持统一的编程接口，系统具有高度的扩展性，通过服务器端软件，任务的发布者可以动态的添加任务和编写规则，同时不需要针对某一特定的任务而重新开发用于任务处理的客户端软件，因此负责任务计算的用户无需重新部署安装客户端软件。在此框架上进行二次开发,设计了大量数据文件的平均数计算、基于遗传算法的多项式求解这两个系统算例，作为系统的实例模型。该系统有着广泛的应用前景和实用价值。 关键词 分布式 并行计算 web服务 高性能计算 遗传算法 多项式求解 1 前言 随着信息化社会的飞速发展，人类对信息处理能力的要求越来越高，不仅石油勘探、气象预报、航天国防、科学研究等需求高性能计算机，而且金融、政府信息化、教育、企业、网络游戏等更广泛的领域对高性能计算的需求也在迅猛增长。高性能计算存在着多种形式，分布式计算和并行计算就是其中的两种。分布式计算是一种把需要进行大量计算的工程数据分割成小块，由多台计算机分别计算，在上传运算结果后再统一合并得出数据结论的科学。分布式计算的要点在于利用互联网，把分散在世界各地成千上万志愿者计算机的闲置计算能力组织起来，形成一个超级巨大的“虚拟超级计算机”。对于任务的分割、任务之间的耦合性及存储数据的共享却成为了分布式计算扩大应用的瓶颈问题。而并行计算具有的特点很好的解决了这些问题，并行计算算法能把大型任务分割成低耦合、可独立运行的多个子任务。 从技术发展来看，分布式计算技术也处于不断发展之中。目前主要包括已非常成熟的COM/DCOM、CORBA、RMI和EJB技术，以及正处于高速发展阶段的Web Services和网格技术。前面四种技术是目前比较成熟且已经大量使用的技术。它们各有优势，同时也存在一些不足，至于这些比较，很多文章中都已经做过这方面的研究。这里主要谈一下本文采用的Web Services技术的原因以及相比其他技术所具有的优势和存在的不足。 Web Service并不是分布式计算技术的革命性创新。相对于COM/DCOM、CORBA等技术，Web Service更大意义上是Internet上的分布式计算模型。Web服务彼此是松散耦合的，正是这一点，服务的提供方(服务器端)可以在统一的编程接口下，随时的改变自己的执行方式，而不影响享受服务的那一方(客户端)的正常运行。组件耦合的宽松程序达到了最大化，组建可重用性大大提高。同时，由于在web服务的环境下，通信完全依赖于与平台无关的XML消息，因此组件的集成也更加容易。而不管是DCOM，RMI还是CORBA，它们的接口都只能供自己使用，这样的缺陷导致了开放式的Web Services的出现。Web Services使用HTTP轻松绕过防火墙，通过XML作为访问对象的文本接口，轻松跨越了多台平台和语言之间的障碍，极大地方便了软件的部署和使用。当然，其自身的一些特点也导致了它