国防科技大学计算机学院工学博士学位论文摘要

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分布式存储环境下并行计算可扩展性的研究与应用rn作者:陈军 (2000.10 )rn导师:李晓梅教授rn对本文的研究与创新工作概括如下:rn(1)并行计算模型是研究并行计算可扩展性的基础.本文在深入分析已有并行计算模型的基础上,对常用并行计算模型进行分类,指出了它们的适用范围和优缺点.rn(2)深入分析了可扩展性与执行时间、可扩展性与单机性能之间的关系.结果表明:如果片面强调执行时间或单机性能,可能会对可扩展性带来不利的影响.从理论和实验上分析了任务和数据分配策略对并行系统可扩展性的影响.rn(3)首次从费用有效性的角度提出了近优可扩展模型.它不仅可以描述并行系统的可扩展能力,而且可以根据小规模系统的性能指标,预测更大规模应用问题在接近最优条件下运行所需要的处理机数目,从而帮助用户实现合理的处理机配置.rn(4)提出了三种可扩展性度量方法,即时间可扩展性、效率可扩展性和收敛可扩展性.原有可扩展性度量方法难以衡量由算法实现差别导致的并行系统可扩展性的差异,新方法弥补了上述不足,并且有易于度量的优点.rn(5)提出了一套可扩展性分析准则,它可用来帮助确定并行系统可扩展性低的原因.rn(6)采用上述方法分析了核物理和CFD领域中的三个并行应用程序的可扩展性,并验证了上述结论.这三个程序分别是二维电磁等离子体粒子云网格法程序、跟踪界面活动网格法程序、三维高超声速流场数值模拟程序.同时对它们进行了资源需求分析.rn(7)针对异构系统,改进了一种性能模型,并提出了一种静态分配策略.实验结果表明, 这种分配策略可以较好地实现负载平衡.分析和发展了资源受限条件下有效利用资源的方法 .对一些典型算法的分析表明,这种方法可以预测在资源受限的异构计算环境下,并行算法获得最短执行时间所需的处理机数目.rn(8)异构计算是当前的研究热点,以往的可扩展性研究集中对同构系统的分析.本文针对基于同构网络的异构机群系统,提出一种可扩展模型.对一些典型算法的分析表明,该模型可描述算法在异构系统上的可扩展能力. rn(9)实现了超声速高阶面元法程序和欧拉方程数值模拟程序的并行化.并行化过程中考虑了并行程序的可扩展性,探索了可扩展性研究指导并行程序设计的应用.rn面向网络计算的移动智能体研究与实现rn作者:吴刚(2000.10 )rn导师:吴泉源教授rn本文围绕移动智能体的以下五个问题进行了探讨:rn(1)什么是移动智能体与移动智能体系统?文中分析了移动智能体的本质特性,通过形式化方法认识了移动智能体的核心属性与行为模型,给出了移动智能体的计算模型与生命周期模型,澄清了移动智能体系统的基本组成.rn(2)为什么要引入移动智能体?本文对移动智能体的效用作了深入地探讨,认为移动智能体并非一个全新的、替代性的计算模式,而是对当前网络计算模式的一个有益补充与归纳. 其优势在于提供了一个网络时代的通用计算框架,使得基于信息的分布式系统可以简单地、有效地建模与实现,智能体的迁移为分布式应用带来一些新的特性,如系统配置的灵活性. 文中除定性分析,还给出一个分布式应用的性能模型,通过实验模拟定量地说明移动智能体的效用.rn(3)移动智能体的形式化理论研究.本文以并发理论为研究起点,通过对Polyadic π演算的变种与扩充,得到一个异步的、高阶的π演算,用它作为智能体系统的形式化基础,可以直接描述智能体的通讯、移动和交互等特性.在此基础上,本文还给出了一个简单的AHπ演算的类型系统,使得对移动智能体系统中资源存取限制的形式化推导成为可能,其中的突出之处是引入了可递归类型.rn(4)移动智能体支撑系统的实现问题.本文在这部分给出了移动智能体支撑系统的基本体系结构,介绍了一种基于Java的移动智能体系统实现-Aglets.然后,讨论了移动智能体编程语言的选择标准,具体分析了Java语言作为一种移动智能体编程语言的优缺点,还介绍了主流移动智能体系统之间的基于CORBA的标准化进程.研究了由于智能体的自主移动所产生的可靠通讯问题,提出了一个用于移动智能体位置管理与可靠通信的新算法,它能保证在智能体的移动行为不可预测的情况下,可靠地完成信息传递,并承诺信息传递的exactly-once 语义.rn(5)如何应用移动智能体技术?提出了一个基于CORBA和移动智能体的分布式网管解决方案、一个基于移动智能体和工作流的电子商务解决方案、一个基于移动智能体的个性化数据处理计算模型.

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