基于網(wǎng)格技術(shù)的儀器設(shè)備共享模型
2 理論模型的實(shí)驗(yàn)論證
2.1 實(shí)驗(yàn)論證方案
需求:求解1到2000的階乘的和。即S=1!+2!+3!+………+2000!。
方案:
(1)寫一個(gè)求解階乘和的代碼(不考慮算法優(yōu)化),在傳統(tǒng)模式下在用一臺(tái)計(jì)算機(jī)運(yùn)行程序,得出結(jié)果并記錄耗時(shí)。
(2)在儀器設(shè)備共享的模型中采用一臺(tái)主任務(wù)機(jī)、一臺(tái)計(jì)算單元的情形下,采用與第一步相同的算法運(yùn)行求解問題,記錄結(jié)果和耗時(shí)。
(3)將計(jì)算單元依次增加到兩臺(tái)、三臺(tái)到多臺(tái),其他實(shí)驗(yàn)條件不變,記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
2.2 實(shí)驗(yàn)環(huán)境本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/202364.htm
實(shí)驗(yàn)時(shí)在小型局域網(wǎng)內(nèi)進(jìn)行,網(wǎng)絡(luò)間的連接良好,沒有出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)突然斷開等異?,F(xiàn)象。
2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果如表2所示。
通過以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),我們可以看到在使用一個(gè)計(jì)算單元時(shí),比一般情況下使用一臺(tái)電腦進(jìn)行計(jì)算耗時(shí)多,這是由于網(wǎng)格中信息傳送、資源調(diào)度所消耗的時(shí)間。而當(dāng)計(jì)算單元增加到兩臺(tái)、三臺(tái)時(shí)總消耗時(shí)間明顯減少,由此我們可以得出結(jié)論,此模式能實(shí)現(xiàn)儀器設(shè)備共享,提供預(yù)期的、強(qiáng)大的計(jì)算能力,滿足用戶需求。
3 模型的改進(jìn)與前景
本模型的資源整合功能將閑置設(shè)備資源充分利用,提供了強(qiáng)大的計(jì)算能力,實(shí)現(xiàn)了設(shè)備儀器的虛擬化。由于對設(shè)備資源的動(dòng)態(tài)管理,網(wǎng)格資源池就像一臺(tái)計(jì)算能力可持續(xù)增長的超級計(jì)算機(jī)。但是在復(fù)雜的實(shí)際應(yīng)用環(huán)境中,主任務(wù)機(jī)與用戶機(jī)計(jì)算單元往往相互重疊,其復(fù)雜度是理論模型不能解決的。
理論模型中計(jì)算單元中,主任務(wù)機(jī)是固定的,所以在運(yùn)行時(shí),會(huì)有許多儀器設(shè)備處于閑置狀態(tài),造成了計(jì)算資源的大量浪費(fèi)。鑒于此,該模型的計(jì)算能力還有很大的提升空間。
為此對模型進(jìn)行了改造,提出星型結(jié)構(gòu)的儀器設(shè)備共享模型。
由用戶端向網(wǎng)格主控機(jī)提出需求,網(wǎng)格主控機(jī)根據(jù)資源池內(nèi)閑置資源指定某個(gè)單元為臨時(shí)的主任務(wù)機(jī),臨時(shí)的主任務(wù)機(jī)接到任務(wù)后,自行組織閑置資源作為計(jì)算單元,然后返回的計(jì)算結(jié)果由臨時(shí)的主任務(wù)機(jī)進(jìn)行整合,整合后的最終結(jié)果由主控機(jī)接收,反饋給用戶,同時(shí),臨時(shí)的主任務(wù)機(jī)變?yōu)槠胀ㄙY源。此模型的任務(wù)中的用戶、主任務(wù)機(jī)、計(jì)算單元都為網(wǎng)格中的某個(gè)單元。
在星型結(jié)構(gòu)中,我們可以看出主任務(wù)機(jī)、用戶、計(jì)算單元之間的角色轉(zhuǎn)換由主控機(jī)智能地進(jìn)行,減少了儀器設(shè)備的閑置狀態(tài),接入網(wǎng)格中的單元也不是單一的角色,這樣可以適應(yīng)實(shí)際應(yīng)用中復(fù)雜的情形。
4 結(jié)束語
本文針對網(wǎng)格計(jì)算提出了解決的理論模型,并通過一個(gè)簡單的實(shí)例進(jìn)行論證。其實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明此模型是可行的、高效的。我們通過深入分析,找出了此模型的不足,并針對這種不足,又提出了更為優(yōu)化的星形設(shè)備共享模型。雖然這模型是實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)雛形,但它展示了閑散儀器設(shè)備整合后提供的強(qiáng)大計(jì)算能力。它是現(xiàn)有單個(gè)資源不能滿足越來越復(fù)雜的業(yè)務(wù)需求,越來越高的計(jì)算能力需求的解決方案。
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