基于網格技術的儀器設備共享模型
2 理論模型的實驗論證
2.1 實驗論證方案
需求:求解1到2000的階乘的和。即S=1!+2!+3!+………+2000!。
方案:
(1)寫一個求解階乘和的代碼(不考慮算法優化),在傳統模式下在用一臺計算機運行程序,得出結果并記錄耗時。
(2)在儀器設備共享的模型中采用一臺主任務機、一臺計算單元的情形下,采用與第一步相同的算法運行求解問題,記錄結果和耗時。
(3)將計算單元依次增加到兩臺、三臺到多臺,其他實驗條件不變,記錄實驗結果。
2.2 實驗環境本文引用地址:http://www.104case.com/article/202364.htm
實驗時在小型局域網內進行,網絡間的連接良好,沒有出現網絡突然斷開等異常現象。
2.3 實驗結果及分析
實驗測試結果如表2所示。
通過以上實驗數據,我們可以看到在使用一個計算單元時,比一般情況下使用一臺電腦進行計算耗時多,這是由于網格中信息傳送、資源調度所消耗的時間。而當計算單元增加到兩臺、三臺時總消耗時間明顯減少,由此我們可以得出結論,此模式能實現儀器設備共享,提供預期的、強大的計算能力,滿足用戶需求。
3 模型的改進與前景
本模型的資源整合功能將閑置設備資源充分利用,提供了強大的計算能力,實現了設備儀器的虛擬化。由于對設備資源的動態管理,網格資源池就像一臺計算能力可持續增長的超級計算機。但是在復雜的實際應用環境中,主任務機與用戶機計算單元往往相互重疊,其復雜度是理論模型不能解決的。
理論模型中計算單元中,主任務機是固定的,所以在運行時,會有許多儀器設備處于閑置狀態,造成了計算資源的大量浪費。鑒于此,該模型的計算能力還有很大的提升空間。
為此對模型進行了改造,提出星型結構的儀器設備共享模型。
由用戶端向網格主控機提出需求,網格主控機根據資源池內閑置資源指定某個單元為臨時的主任務機,臨時的主任務機接到任務后,自行組織閑置資源作為計算單元,然后返回的計算結果由臨時的主任務機進行整合,整合后的最終結果由主控機接收,反饋給用戶,同時,臨時的主任務機變為普通資源。此模型的任務中的用戶、主任務機、計算單元都為網格中的某個單元。
在星型結構中,我們可以看出主任務機、用戶、計算單元之間的角色轉換由主控機智能地進行,減少了儀器設備的閑置狀態,接入網格中的單元也不是單一的角色,這樣可以適應實際應用中復雜的情形。
4 結束語
本文針對網格計算提出了解決的理論模型,并通過一個簡單的實例進行論證。其實驗結果表明此模型是可行的、高效的。我們通過深入分析,找出了此模型的不足,并針對這種不足,又提出了更為優化的星形設備共享模型。雖然這模型是實驗室的一個雛形,但它展示了閑散儀器設備整合后提供的強大計算能力。它是現有單個資源不能滿足越來越復雜的業務需求,越來越高的計算能力需求的解決方案。
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