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网格计算是伴随着互联网技术而迅速发展起来的,是将地理上分布的计算资源(包括数据库、贵重仪器等各种资源)充分利用起来,协同解决复杂的大规模问题,特别是解决仅靠本地资源无法解决的复杂问题。
网格计算带给我们一种新的高性能计算的解决途径。在当前网格计算领域仍然处在发展阶段,仍然是一个未成熟的技术时,如何快速把现有的应用移植到网格平台下,享受网格计算和Globus工具集所提供的网格服务,成为一个重要的课题。
近年来,基于MPI消息传递模型设计的高性能并行计算应用已经逐渐普及,大量存在于各行各业的应用系统中。随着问题规模的不断扩大,用户需求的不断增长,当传统的基于主机的和基于集群的并行计算环境不能满足需求的时候,我们需要求助于网格,利用网格提供的各种服务(网格资源管理、资源搜索和监控等)。MPI编程模型成功地解决了将问题分解为相互协作的子问题,这样也非常有利于网格调度程序进行调度运行。因此,将现有的MPI应用移植到网格环境下是一个非常具有现实意义的方案,和重新改造原有应用比起来,减少了极大的人力、物力,使用最小的代价构建网格计算环境。
本文在Linux和Solaris系统上搭建了四个节点的网格计算平台(其中包括三个Linux节点和一个Solaris节点),对搭建过程进行了详细的介绍,并对网格的各项功能和性能进行了充分的测试。基于网格和数值天气预报数据源的天然拟态性,实现了MPI的典型应用中尺度数值天气预报模式MM5在网格平台下的移植,并进行了相关数据的分析和性能评价,得出系统的强扩展性、可应用性和低开销的结论。为进一步深入研究网格计算、建立校园网格计算中心等提供了更好的依据。