[01223194]网格计算中的异构处理关键技术研究

(1) 定义、算法和模型给出了程序异构性的形式化定义。长期以来，信息系统中资源的异构性概念含糊不清，只见名称和概念的使用，不见术语的具体和准确含义。该项目给出了它们的形式化定义，部分澄清了这些概念和术语。并且，我们率先提出了SISD、SIMD、MIMD结构，SISD、SIMD、MIMD优化，SIMD、SM_MIMD、DM_MIMD粒度，以及密集型程序类型等多个程序异构性的形式化定义，丰富了异构计算概念。提出了基于粒度的、基于代码密集类型的、基于嵌套循环结构的、基于数组元素视图的等四种程序异构性提取算法，这些算法与具体的程序设计语言无关，即对任何程序语言都适用。提出了网格感知服务中用户及其用户数据的搜索方法，能够在对即时感知分布式环境下的感知服务的加入和退出。提出了用于解决网格资源用户需求差异的资源动态价格模型，包括资源交付博弈模型，资源供求全局平衡的价值模型，网格资源的价值预测模型。利用价格杠杆，保证了全局资源需求稳定性、公平性、以及效益的最大化。提出了一种异构计算HBSP模型，讨论了模型的公理语义。HBSP能模型异构平台中处理器类型、处理器速度、通信网络、全局同步等主要异构特征。HBSP具有可扩展性、无死锁性、性能可预测性等特点，且HBSP较其它模型更具有通用和一般性，较BSP来说并行程序的性能更好。完善了异构任务图的实现模型：Cluster-M。利用该模型可设计出可移植的并行程序，然后调度到可动态配置的异构计算系统上运行。(2) 软件工具设计了自动检测应用程序四种异构类型测试软件，目前对C语言源程序可以进行预编译和检测。测试软件在配置上稍作改变也可适用于其它语言源程序。建立了在网格基础上的协同感知中间件，用户能够通过它获取动态虚拟组织中的协作对象的信息。提供了对分布在网格各个位置的用户动态发现、动态更新以及用户工作状态的即时查找和刷新。在感知深度、感知速度等方面有较好的性能，提高了工作效率。开发了一套设计、构造、执行、监控工作流执行的开发工具。(3) 原型系统交通信息网格原型系统。该系统中的一部分功能主要是用于在网格异构平台上测试高性能并行计算的效果。在交通信息网格原型系统中，可以在城市交通图上任意求解两点之间的最优路径。由于城市规模巨大，交通道路复杂，点播两点最优路径服务要求实时快速响应，但期间的计算复杂性极高，因此需要高性能并行计算。在我们实验室由曙光3000、RS6000、Linux机群等组成的异构平台上，计算同济到交大且指定经过8个路口的最优路径，异构计算相比单机可以获得约10倍的加速比。工作流网格系统。该系统主要用于在网格异构平台上测试事务管理的效果。符合WfMc/XPDL标准的工作流描述语言，并根据网格计算环境的特点加以扩充；符合OGSA标准的体系结构设计；能够基于GT3索引服务的动态网格资源信息获取和识别；能够基于网格计算的工作流动态调度算法，使工作流的执行性能达到最优；能够基于异构环境的工作流活动的协同执行，能根据类型分配工作流活动到最适合的环境中执行；能构进行工作流状态监控和日志，以及工作流的开发/部署。(4) 发表的论文在国内外核心刊物，以及国内国际学术会议论文集上发表论文39篇。(参阅发表论文清单)。其中4篇被SCI和EI检索。发表在Chinese Journal of Electronics上的论文”Exploiting Maximum Parallelism in Loop Using Heterogeneous Computing”被国外作者引用28次。