Luận Văn Giải hệ phương trình tuyến tính kích thước lớn trên nền tảng grid computing

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

Nguyễn Đức Thịnh
GIẢI HỆ PHƯƠNG TRÌNH TUYẾN TÍNH KÍCH THƯỚC LỚN TRÊN NỀN TẢNG GRID COMPUTING


KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY
Ngành: Công nghệ thông tin
Cán bộ hướng dẫn: Tiến sĩ. Nguyễn Minh Hằng
HÀ NỘI - 2010



Mục lục
Lời mở đầu . 1
Tóm tắt khóa luận . 3
Chương 1 : Tổng quan về công nghệ Grid Computing . 4
1.1. Lịch sử phát triển của công nghệ Grid 4
1.2. Khái niệm . 5
1.3. Các kiểu tài nguyên của Grid . 6
1.3.1. Tài nguyên tính toán 6
1.3.2. Tài nguyên lưu trữ . 6
1.3.3. Phương tiện liên lạc . 6
1.3.4. Phần mềm, ứng dụng . 7
1.3.5. Các thiết bị đặc biệt . 7
1.4. Phân lọai các hệ thống Grid . 7
1.4.1. Grid Tính toán (Computation Grid) . 7
1.4.2. Grid Dữ liệu (Data Grid) . 8
1.4.3. Scavenging Grid 8
1.5. Kiến trúc Grid 8
1.5.1. Bản chất Kiến trúc Grid . 8
1.5.2. Chi tiết Kiến trúc Grid tổng quát . 10
1.5.2.1. Tầng Fabric 10
1.5.2.2. Tầng Connectivity . 11
1.5.2.3. Tầng Resource . 12
1.5.2.4. Tầng Collective . 13
1.5.2.5. Tầng Application . 13
1.6. Grid computing đem lại những lợi ích gì ? 13
1.6.1. Khai thác tối đa tài nguyên xử lý . 13
1.6.2. Khả năng xử lý song song 14
1.6.3. Chia sẽ tài nguyên ảo và tổ chức ảo 14
1.6.4. Sự truy cập đến các tài nguyên khác 14
1.6.5. Cân bằng tài nguyên 15
1.6.6. Độ tin cậy . 16
Chương 2: Globus Toolkit 4 17 2.1. Khái niệm về Globus 17
2.2. Nguyên nhân thúc đẩy sự phát triển của Globus . 18 2.3. Kiến trúc Globus 19
2.3.1. Các thành phần thường trực . 19
2.3.1.1. Java WS Core 19
2.3.1.2. C WS Core . 19
2.3.2. Các thành phần bảo mật . 19
2.3.2.1. Cơ bản về bảo mật Grid và GSI 20
2.3.3. Các thành phần quản lý dữ liệu . 25
2.3.3.1. GridFTP . 25
2.3.3.2. Information services 26
2.3.3.3. Index Service . 27
2.3.4. Các thành phần quản lý tài nguyên 27
2.3.4.1. Kiến trúc quản lý tài nguyên của Globus Toolkit . 27
2.3.4.2. Chi tiết các thành phần 29
2.3.4.2.1. GRAM . 29
2.3.4.2.2. Pre-WS GRAM . 32
2.3.4.2.3. WS-GRAM . 34
Chương 3 : MPICH và MPICH-G2 . 40
3.1. MPI . 40
3.2. MPICH . 41
3.3. MPICH-G2 . 41
3.3.1. Quá trình thực thi một ứng dụng . 42
Chương 4 : Thí nghiêm triển khai hệ thống Grid cơ bản cho mục đích tính toán song song sử dụng Globus Toolkit và MPICH-G2 44
4.1. Triển khai Globus Toolkit 44
4.1.1. Chuẩn bị về phần cứng và phần mềm hệ thống . 44
4.1.2. Cài đặt Globus Toolkit . 45
4.1.3. Cấu hình các thành phần của globus toolkit 47
4.1.3.1. Cấu hình bảo mật . 47
4.1.3.2. Cấu hình dich vụ GridFTP 50
4.1.3.3. Cấu hình gatekeeper 51
4.1.3.4. Cấu hình WS GRAM 52
4.2. Triển khai MPICH-G2 . 53
Chương 5 : Chạy và đánh giá hiệu năng của hệ thống Grid 54
5.1. Giới thiệu về 3 bài toán sẽ được thử nghiệm . 54
5.1.1. Tính toán số PI . 54
5.1.2. Hệ phương trình tuyến tính 54
5.1.3. Bài toán quy hoạch tuyến tính . 55
5.2. Cách thức chạy 1 bài toán trên hệ thống Grid được xây dựng bởi 2 công cụ Globus Toolkit và MPICH 57
5.3. Kết quả chạy các chương trình và đánh giá kết quả 59
5.3.1. Kết quả chạy chương trình tính số PI 59
5.3.2. Kết quả chạy chương trình giải hệ phương trình tuyến tính 59
5.3.3. Kết quả giải bài toán quy hoạch tuyến tính . 60
5.3.4. Nhận xét chung 62
Kết luận 63
Tài liệu tham khảo 64