摘要：近年来,随着高性能计算技术的飞速发展,Lustre文件系统作为高性能计算重要组成部分越来越受到重视,对于Lustre文件系统元数据服务的高可靠性一直是研究的重点,针对Lustre文件系统元数据高可靠性的研究,本文设计了一种双MDT冗余的架构保证了元数据服务的高可靠性;同时随着应用复杂度的提高和计算规模的增加,对Lustre文件系统的性能要求也越来越高,特别是在处理海量小文件和I/O密集型应用时,对Lustre文件系统元数据的I/O性能提出了更高的要求,为了提高元数据的I/O性能,本文通过升级MDT元数据底层硬件设备来提升元数据的I/O性能和提升整体文件系统的I/O性能,满足新的应用对文件系统IO的要求。

摘要：晶体结构是深入理解材料的物理及化学性质的重要信息,发展可以从理论上预测晶体结构的方法具有重要意义。通过高性能计算集群甚至利用超级计算机来加速晶体结构预测已逐步成为趋势。本文中,我们基于天河二号超级计算机开发了一套开源的晶体结构预测软件框架,命名为CSPTH。在算法层面,我们基于当前效率最高的遗传算法进行晶体结构预测,并采用了多种技术提升结构预测效率,包括并行化生成种群结构;引入空间群限定,减少自由度搜索,提升结构多样性;引入晶体指纹进行相似性算法,排除相似结构干扰,避免“基因漂变”的问题。特别地,我们针对晶体结构预测算法的应用特点以及天河二号的系统环境,从任务以及数据管理两个方面做了优化。在任务管理上,我们设计了多层任务调度管理模块,根据计算任务的规模大小的分发细粒度作业(节点内)以及粗粒度作业(跨节点),提升计算资源的高效使用;在数据管理上,我们将每个计算任务的数据都临时储存于计算节点的RAMDISK,提取有效信息后再存储于MongoDB数据库,避免大量小文件存储于公共存储。CSPTH已在15种已知一元、二元以及三元体系上进行了结构预测,实验结果表明CSPTH能根据给定的组分及外部压力条件下全部预测出相应的稳定结构。