第!"卷第#期西安工程学院学报$%&’!"(%’#!))*年*!月+,-.(/0,1234/(5(63(55.3(6-(3$5.7389:;<’!))*!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!微机小型网络并行计算系统的搭建与讨论杨正华，常军（长安大学地质工程与测绘工程学院应用地球物理研究所，陕西西安=*))>#）［摘要］详细讨论了微机网络并行计算（集群系统）的模式（包括抽象模型和物理模型）、网络分层协议和协议。着重研究了基于消息传递接口的并行计算环境。使用语言编写了并行测试程序，并分析了测试结果。利用微机来架构并行计算环境，有较高的性能价格优势和较大的可扩展性，使微机解决大运算量问题成为可能。［关键词］并行机；集群；并行计算［中图分类号］?"*>’@A［文献标识码］/［文章编号］*))=BAA>（>!))*）)#B))@*B)>［作者简介］杨正华（*A>=B），男，副教授，博士研究生，现从事地球物理勘探的教学与科研工作。微机网络并行计算系统（也称为集群系统）是利系统扩展容易。用高速通信网络将一组高性能的?C机连接起来，（"）节约系统资源：微机网络并行计算系统可在并行程序和集成开发环境支持下统一调度、协调以将不同性能的计算机连接在一起，结构灵活，充分处理以实现高效并行的系统。集群系统中的计算机利用现有设备。因此集群系统的资源利用率比单机和网络可以是同种结构的，也可以是异种结构的，利系统高得多。用消息传递方式实现各个计算机之间的通信。发挥（#）投资风险小：微机网络并行计算系统总体多台?C机的协同作用，实现?C机对大计算量资料看是一个并行计算环境，但是它的每一个节点又是的处理，可以大大缩短计算时间。一个独立的微机。同时性能较低的机器也可以在集微机网络并行计算系统的出现和应用得益于计群系统中发挥作用。算机技术、网络技术和并行编程环境的快速发展。（>）用户编程方便：在微机网络并行计算系统首先、超大规模集成电路的发展，使微处理机的性能中，程序的并行化只是在原有的C、CEE和1%FGFHI不断提高，计算机价格不断降低，从而使直接采用的语言中加入相应的通信原语。?C机作为节点机的微机集群系统具有高的性能价（@）较高的性能价格比：由几台或几十台高档格比。其次，网络技术的进步使集群系统的通信瓶微机组成的集群系统就可以满足相当广泛的应用要颈得到缓解。并行编程环境的开发使用户编写并行求。而且价格较低，具有较高的性能价格比。程序或改写串行程序更加容易。笔者在现阶段比较流行的0JIKL操作系统下成微机网络并行计算系统（集群系统）同传统的并功地搭建了集群的硬件和软件环境。同时利用绑定行处理系统相比有以下几个特点：M?3原语言的C语言编写的程序对集群系统进行了（*）并行计算系统的开发周期短：由于采用商测试。初步形成了一个集群并行计算环境。用的?C机，使得节点机和系统的管理相对容易，不必重新设计节点机、操作系统和编译系统，节省了时*并行计算系统搭建测试与讨论间，同时构成的系统可靠性较高。硬件环境（!）系统的扩展性好：集群系统采用通用网络，!’!并行计算环境的硬件包括二个节点：节点/和万方数据［收稿日期］!))*B)"B!D节点N。节点/和节点N利用集线器相连接（图*）。.7西安工程学院学报第7+卷安装了由美国GA=F超级计算机中心开发的<!(.6/版。#676+并行编译环境在安装<=8>?、(%2$)和<!(系统时，选择安装了HF;9;B8I,、$以及$JJ的编译器。三种编译器既可以编译普通的程序，又可以编译基于的并图!并行计算环境的硬件架构(%2行程序。节点!和节点"采用相同的计算机，表#描述了两个节点的计算机性能配置。!#$求解%&’(&)*方程利用求解方程的并行程序（采用表!二个节点计算机的性能指标<BKLBM:$(%2并行编程）对并行计算环境进行了测试。求解项目节点!节点"方程的并行程序参看附录。$%&主频’()*+,,+-,<BKLBM:$在单处理机和多处理机分别运行测试程序。网内存’(././格采用正方形剖分，剖分点数分别为#+,，#-,，7,,，外存’0.17-,，+,,，/,,，-,,。计算时间和非处理时间见表7。%$2总线速度’()*....表"一个节点和二个节点的处理时间对比网络集线器的最大带宽是#,()*。二个节点时间’N!"（"’!）’O的之间的连线是采用#,()*的网线，网线两端均使#+,,6/P/,#/,6+/I,I+P+6./用34/-头。节点!和节点"的网卡均采用#,(带#-,,6./PI,7,6/+.