【文章內(nèi)容簡介】 點 信息科學技術學院 網(wǎng)絡研究所 對潛在研究點的分析 ? 選取主要研究點的原則 ? 意義、難度、深度、可行性 ? 機器模型：計算資源、邏輯拓撲 ? 已經(jīng)有一些基本想法（層次化樹狀結(jié)構） ? 能夠采取拿來主義；可以安排給碩士研究生進行 ? 任務模型：任務描述、需求預知 ? 學界已經(jīng)開始進行較深入的研究 ? 容易借鑒別人的成果；同樣可以安排給碩士研究生進行 ? 管理模型：邏輯模型、性能模型 ? 處于核心模型：此方面問題的解決，意味著能夠?qū)Υ笠?guī)模集群系統(tǒng)計算資源的高效利用 ? 難度較大，需要深入細致的理論分析、猜想與試驗 ? 學界尚未有完全令人信服的，針對大規(guī)模集群系統(tǒng)的完善模型 ? 可行性：前面的思考、已有的基礎與自己的信心 第三部分：研究重點 信息科學技術學院 網(wǎng)絡研究所 確定下來的主要研究點 ?管理模型之邏輯模型 ? 各子系統(tǒng)內(nèi)部的任務調(diào)度方法 ? 信息負責點分層連動制 ? 尚需工作：具體細節(jié)與證明 ? 尚需工作：結(jié)合性能模型進一步優(yōu)化 ?管理模型之性能模型 ? 必要的研究，與管理邏輯模型交互發(fā)展 ? 必須在得出基本邏輯模型后才可進行 第三部分：研究重點 信息科學技術學院 網(wǎng)絡研究所 非主要研究點的工作安排 ?非主要研究點 ? 機器模型：計算資源、邏輯拓撲 ? 任務模型：任務描述、需求預知 ?也需要進行深入研究 ? 并非不重要，而是沒有被選擇作為博士論文中的具體研究點 ? 已經(jīng)進行了初步的思考，形成了研究基礎 ? 安排碩士研究生進行下一步的研究工作 ? 繼續(xù)負責總體構思與指導工作 第三部分：研究重點 信息科學技術學院 網(wǎng)絡研究所 第四部分：博士論文工作計劃 ?第一部分：面臨著的挑戰(zhàn) ?第二部分：解決問題的若干思路 ?第三部分：研究重點的確立 ?第四部分：博士論文工作計劃 ?工作內(nèi)容 ?工作安排 信息科學技術學院 網(wǎng)絡研究所 預期成果表現(xiàn) ?直接表現(xiàn)：理論模型中的管理模型 ? 完善并證明管理邏輯模型 ? 形成精細的管理性能模型 ? 成為如何充分有效利用大規(guī)模集群系統(tǒng)的核心理論依據(jù) ?間接表現(xiàn)：理論中其它部分 ? 理論模型中機器模型的研究（沈堅，碩士研究生） ? 理論模型中任務模型的研究（劉敏，碩士研究生） ?實際系統(tǒng) ? 高效的，性能達到國際前列的實際管理系統(tǒng)，并在ChinaGrid北京大學主節(jié)點上提供穩(wěn)定的高質(zhì)量服務 ? 最大效率地使用集群系統(tǒng)，達到最高的經(jīng)濟效益 ? 成為網(wǎng)格計算的基礎 第四部分：工作計劃 信息科學技術學院 網(wǎng)絡研究所 待解決的具體問題 ?針對博士論文主要研究點的問題 ? 在不同子系統(tǒng)中對于任務的調(diào)度框架是什么 ? 如何形成各子系統(tǒng)的信息負責點 ? 子系統(tǒng)之間（父子、兄弟）之間應當如何交互工作 ? 管理性能模型是什么：框架、公式與參數(shù) ?其它需要同時解決的問題 ? 如何刻畫系統(tǒng)的計算資源；有效形成計算資源邏輯拓撲 ? 如何描述任務；預測任務的使用情況 ? 一些具體技術問題，例如如何實現(xiàn)對任務可占用的資源使用率的精確控制 ? 與“拿來主義”的接口，如對于硬件資源的監(jiān)控與報警（ CPU溫度、風扇轉(zhuǎn)速等）的結(jié)合 ? 需要并行組的共同努力 第四部分：工作計劃 信息科學技術學院 網(wǎng)絡研究所 對于理論的研究方法與路線 ? 提出邏輯模型猜想 ? 需要得到系統(tǒng)內(nèi)調(diào)度方法、系統(tǒng)間聯(lián)系方式 ? 在理論分析的基礎上，提出模型假設（包括參數(shù)），并試驗驗證，必要時反復此過程 ? 實驗驗證邏輯模型并進行優(yōu)化 ? 與其它系統(tǒng)進行性能對比；調(diào)整、優(yōu)化邏輯模型 ? 得出基本性能模型并驗證 ? 根據(jù)調(diào)整優(yōu)化后的邏輯模型，得到基本性能模型 ? 進行實驗驗證、調(diào)整性能模型 ? 最終優(yōu)化邏輯模型、性能模型 ? 根據(jù)初步得到的性能模型的指導，得出最終的邏輯模型 ? 根據(jù)最終的邏輯模型，得到最終的性能模型 ? 完成證明 第四部分：工作計劃 信息科學技術學院 網(wǎng)絡研究所 進度安排 ? 先期階段：一年時間，已完成初步探索、工作基礎 ? 第一階段：進一步探討 ? 2023年 3月－ 2023年 5月（ 3個月） ? 完成更加深入的調(diào)研，初步提出理論邏輯模型 ? 初步實現(xiàn)原型系統(tǒng)，并在 ChinaGrid北大主節(jié)點上調(diào)試通過 ? 第二階段：深入研究 ? 2023年 6月－ 2023年 8月（ 3個月） ? 得到實驗數(shù)據(jù)、進一步細化理論邏輯模型 ? 得到基本性能模型 ? 優(yōu)化實用系統(tǒng)，在 ChinaGrid北大主節(jié)點上提供穩(wěn)定服務 ? 撰寫一篇投稿論文 ? 第三階段：總結(jié)收獲 ? 2023年 9月 2023年 11月（ 3個月） ? 完成最終的邏輯模型、性能模型；完成模型證明 ? 完成博士論文 第四部分：工作計劃 信息科學技術學院 網(wǎng)絡研究所 附：主要的科研項目 ? 已結(jié)束的科研項目 ? 國家自然科學基金重點項目《并行程序設計關鍵技術》（ 69933020，人民幣 90萬元，國家撥款），北京大學子項目；－ （結(jié)題檢查“優(yōu)”）；協(xié)助導師具體負責 ? IBM《共享大學研究（ SUR）》項目，北京大學課題“北京大學網(wǎng)格建設”； － ；協(xié)助導師具體負責 ? Intel《 HPC 03》項目，北京大學課題 Task Scheduling Mechanism Program Supporting Environment for Intel Itanium 2 SMP Cluster System（ PO No. 4507076701）， 3萬美元（來自 Intel公司）； － ；實際負責人 ? 正在進行的科研項目 ? Intel《 Parallel Cache Simulator》項目（ PO No. 4507105230）， 2萬美元（來自 Intel公司）； － ；實際負責人 ? 國家自然科學基金重點項目《網(wǎng)絡計算環(huán)境綜合試驗平臺》，北京大學子課題《網(wǎng)絡計算資源服務中間件》（ 90412023，人民幣 150萬元，國家撥款）； － ；主要參加人 信息科學技術學院 網(wǎng)絡研究所 附：文章與專利 ? 第一作者文章 1. 王韜、劉敏，“ LilyTask任務并行程序設計框架與范例”，《高性能計算技術》， 2023年第 3期（ 6月） 2. Tao Wang, Nan Di, Jian Shen, Yan Tang, “ LilyTask Programming Model and Its Implementations on SMP Cluster” , Proc. IASTED International Conference on Parallel and Distributed Computing and Systems 2023, (PDCS 2023, Marine Del Rey, USA. Nov, 2023) [EI Indexed] 3. Tao Wang, Xiaoming Li, “ LilyTask Program Framework – An Approach to Task Parallel Programming Paradigm” , International Conference on Parallel Algorithms and Computing Environments 2023 (ICPACE 2023, Hong Kong, Oct, 2023) [Not published in public] 4. Tao Wang, Xiaoming Li, “ LilyTask A TaskOriented Parallel Computation Model” , et al.(Eds.): APPT 2023, LNCS 2834, ,2023, SpringerVerlag Berlin heidelberg 2023 [SCI, ISTP Indexed] 5. 王韜、李曉明，“ SMP Cluster : 如何開發(fā)兩級并行”，《計算機工程與科學》， Vol. 24 ，2023 ? 非第一作者文章 1. 邸楠，王韜，李曉明，“ LilyTask 任務并行環(huán)境中基于任務關系的初始任務分配算法”，接收在《計算機學報》 2. 沈堅，王韜，李曉明，“任務并行程序設計模型 LilyTask在分布存儲環(huán)境下的設計與實現(xiàn)”，接收在《計算機工程與科學》 3. 謝欣、王韜、李曉明，“一種支持動態(tài)網(wǎng)站生成的模型與系統(tǒng)”，《計算機應用研究》， 2023年第四期 4. 王沖、王韜、李曉明，“多媒體網(wǎng)站拆分與重現(xiàn)： Java的一種應用”，全國第五屆 Java技術及應用學術交流會， ，北京 5. LI Long, LI Xiaoming, WANG Tao, “ A PARALLEL I/O METHOD FOR SMP CLUSTERS” , IASTED International Conference on Networks, Parallel and Distributed Processing, and Applications (NPDPA 2023, Tsukuba, Japan. Oct, 2023) ? 發(fā)明專利 1. ，《多媒體網(wǎng)站的拆分及重現(xiàn)方法》，李曉明、王沖、王韜；已授權 信息科學技術學院 網(wǎng)絡研究所 結(jié)束 謝謝大家 歡迎提問 王韜 信息科學技術學院 網(wǎng)絡研究所 附錄：作業(yè)管理系統(tǒng)示例 ?典型的作業(yè)管理系統(tǒng)－ PBS系列 ?商業(yè)版本 PBSPro的特性簡介 ?免費版本 OpenPBS的局限 信息科學技術學院 網(wǎng)絡研究所 典型的作業(yè)管理系統(tǒng)－ PBS系列 ?總體情況 ? 最初由 NASA在 20世紀 90年代早期開發(fā) ? 目的是面向集群系統(tǒng)提供有效的作業(yè)管理服務 ? 分化為免費的 OpenPBS和商業(yè)化的 PBSPro ?免費版本被廣為使用 ? 大多數(shù) HPC集成廠商為用戶提供 OpenPBS作為作業(yè)管理部件 ? 業(yè)界最著名的集群系統(tǒng)管理軟件 Scali集成了OpenPBS 信息科學技術學院 網(wǎng)絡研究所 商業(yè)版本 PBSPro的主要特性 ? 圖形化和命令行用戶界面 ? 提交批處理和交互作業(yè) ? 查詢作業(yè)、隊列以及系統(tǒng)狀態(tài) ? 跟蹤作業(yè)的進展 ? 作業(yè)優(yōu)先級與相關性 ? 用戶可以指定作業(yè)的優(yōu)先級 ? 用戶可以指定批處理作業(yè)之間的關系，包括：執(zhí)行順序、同步，以及依照其它作業(yè)執(zhí)行的成功與否來決定是否運行 ? 自動的負載平衡 ? 集群調(diào)度系統(tǒng)提供多種負載平衡策略 ? 根據(jù)硬件配置、資源可用情況以及鍵盤動作等情況采取行動 ? 錯誤處理和冗余 ? 可以被配置成容錯模式 ? 當主服務器失效時，從服務器可以頂替 ? 正在運行的作業(yè)，以及隊列中的作業(yè)不會被影響 信息科學技術學院 網(wǎng)絡研究所 商業(yè)版本 PBSPro的其它特性 ?實現(xiàn) ? 安全和訪問控制 ? 作業(yè)記帳 ? 全面的應用編程接口 ? 不同系統(tǒng)間的用戶名稱映射 ? 利用桌面計算機空閑處理器時間 ?支持 ? 廣泛的運行平臺，包括 SMP集群 ? 分布式集群，甚至可以在廣域網(wǎng)上 ? 資源預留 ? 自動文件傳輸 ? 并行作業(yè)，可使用 MPI、 MPL、 PVM和 HPF等 ? 計算網(wǎng)格，支持 Globus Toolkit 信息科學技術學院 網(wǎng)絡研究所 免費版本 OpenPBS的局限 ?使用性的局限 ? 只支持