摘要：【目的】为了有效解决领域科学应用计算中的复杂多步计算及高通量计算流程繁琐、低效的问题,本文研究科学应用平台工作流的关键技术。【应用背景】本文将基于高性能计算环境的科学应用平台与工作流的理念相结合,同时适用于多领域、多体系的科学计算软件,为相关高性能计算应用的科学研究与工程研发提供有力支撑。【方法】针对不同领域应用需求,本文设计实现了多任务连用工作流和高通量应用计算工作流。多任务连用工作流不仅在服务端和客户端设计了一套通用自定义工作流的逻辑方案,让用户能够自主设计多任务连用,还在高性能计算环境中封装领域特色工作流,满足更特殊专有的需求;高通量应用计算工作流在任务间相互独立的情况下,采用多进程并发以及异步上传文件流的方法提高并发程度,在任务间相互关联的情况下,编写脚本生成批量文件后仅与高性能计算环境交互一次,在申请的计算资源下采用了两层主从模式的负载均衡方案实现子任务间的协同并发。【结果】相较于平台普通提交任务方式,多任务连用工作流可以使用户节省接近10倍的时间,高通量应用计算工作流可以在耗时、易用性和自动化程度等方面展现出显著优势。【结论】本文设计实现的科学应用平台工作流能够更加高效、自动化地解决众多复杂的应用需求,为广大科研人员带来更优质的高性能计算应用服务。

摘要：【目的】异构计算已经成为高性能计算的重要组成部分,GPU异构计算可显著提速计算密集型的分子动力学模拟应用,本文介绍自研分子动力学模拟软件eMD的系统设计及其异构计算应用。【方法】首先介绍eMD软件的目标定位,包括应用功能和计算性能两方面;然后介绍软件概要设计,包括框架、模块和接口等组成部分;重点围绕面向异构计算的软件架构设计和移植优化技术进行阐述。【结果】eMD软件系统基于GPU异构计算可实现大规模体系模拟,同时提供特色的分子动力学模拟算法和模型。【结论】eMD将充分发挥GPU异构计算算力,以提升分子动力学模拟应用效率,助力分子建模理论方法的创新应用和分子科学问题的研究。

摘要：近年来硬件设计呈现出异构化的趋势,如何有效开发并行程序成为制约异构系统发展的瓶颈之一已成为业界共识.我国自主研制的"神威·太湖之光"超级计算机,采用了国产片上异构众核处理器SW26010,为了降低程序员的编程难度,同时提高软件的移植效率,作者设计并实现了支持国产SW26010众核处理器的OpenCL编译系统.该编译系统实现了OpenCL平台模型、内存模型和执行模型到SW26010众核处理器的映射与优化机制,同时生成性能良好的可执行文件.最后通过实验验证了该编译系统的正确性和有效性,典型OpenCL应用经该编译系统编译后,在中小输入规模下,性能显著优于Intel Xeon Phi,与NVIDIA GPU可比;在较大输入规模下,受限于局存SPM的容量限制,性能略低于NVIDIA GPU.

摘要：基于Nagios已设计开发了中国科学院超级计算环境监控平台,通过监控平台可获取集群的相关运维信息,及时了解各服务器的状况,针对出现的故障问题做出快速响应。监控平台获取的数据受存储方式等因素的限制无法方便地提供给外部使用,本文针对获取的集群数据加工处理并设计开发了获取这些数据的相应接口。开发人员可方便地利用这些接口获取数据并根据自己的需求通过不同的方式进行可视化展示。基于监控接口我们开发实现了一个用于展示超级计算环境运行状况的Show平台。用户或系统管理员可通过科技网通行证登录此平台查看中科院超级计算环境的整体运维信息,同时各管理员可查看自己集群的运维数据。Show平台为用户了解环境以及各集群的运行状况提供了方便的途径。

摘要：我国在高性能计算专业人才培养方面存在短板,传统的课堂教学中理论学习居多,实践环节偏少。为提升我国高性能计算人才的培养水平,提供一个灵活可用的高性能计算教育实践平台成为一个亟待解决的问题。本文设计并实现了一个面向高性能计算的在线教育实践平台系统,包括在线课程模块、题库模块、互动社区模块、虚拟实验室模块。基于该系统,教师可以在线开展高性能计算的理论和实践教学,布置高性能计算相关作业和并行编程任务,也可以创建高性能计算题库。学生可以在线学习相关课程、提交课程作业、交流讨论、进行高性能计算编程练习。本系统的开发可以提升目前高性能计算相关课程实践教学的水平,方便同学们进行课程实践学习。

摘要：基于国家高性能计算环境的生物医药应用服务社区旨在推进高性能计算在生物信息和药物研发领域的应用服务,便于生物医药从业者更好地利用日渐丰富的高性能计算资源并降低其使用门槛。社区在稳定运行的基础上,设计开发了移动端应用服务,用户可以随时随地了解社区和自有计算服务的最新动态。

摘要：高性能计算Web应用社区经常需要封装不同类型的应用,封装过程需开发或调整源代码。因此,社区管理员不能快速满足应用封装需求,特别是作业参数相对复杂的应用。通过分析不同作业管理系统的作业提交和管理命令、不同学科领域的高性能计算应用程序的使用方式、通用作业描述语言的结构和语义,本文提出了一种基于portlet的高性能计算应用集成组件,设计和实现了应用需求描述模板、作业提交页面动态渲染引擎、作业参数存储和填充方法,从而提供了基于WEB页面的应用封装、动态生成作业提交Web页面和作业描述并提交作业的功能,并且支持以历史作业的输入数据填充作业提交页面的功能。分析及实例表明,该组件能够有效提高应用封装的响应速度,用户能够方便的提交作业和重用复杂的作业参数,具有良好的可移植性和扩展性。