大規模分散データの効率的な共有を実現する並列コンピューティング環境の開発

开发实现大规模分布式数据高效共享的并行计算环境

• 批准号: 14019029
• 负责人: 清水 謙多郎
• 金额: $ 3.39万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14019029/
• 关键词: 並列計算; 分散共有メモリ; グリッドコンピューティング; ミドルウェア; 資源管理; 遺伝子クラスタリング; バイオインフォマティクス

本研究では、さまざまな並列・分散システムのハードウェア基盤に対し、分散する様々な計算機資源を有効に利用し、利用者がハードウェア基盤の多様性を意識しないで分散するデータの共有を効率的に行うことのできるコンピューティング環境を実現するソフトウェア(ミドルウェア)を開発する。本ソフトウェアは、(1)大域的なデータの管理を行い、データを利用者の指定やシステムの自動的な割当てによって配置する資源管理システム、(2)共有メモリに基づくプログラミングモデルを提供する並列プログラミング環境、(3)その上に実現される大域的配列(行列)操作ライブラリから構成される。本年度は、大域的な共有データ領域を実現するための機構およびプログラミングインタフェース(ライブラリ)の開発を行い、システムの骨格部分を完成させた。共有データアクセスための操作をライブラリ呼出しとして指定することにより、データの実体が存在する物理的位置やレプリケーション、入出力転送方式、ファイルシステムの構成などを利用者が意識することなく、データのアクセスおよび共有が行えるようにした。具体的には、広範なアプリケーションに対する適用を考え、システムとして提供すべきデータ共有の機構およびプログラミングインタフェースを検討した。また、データ共有を支援するための同期機構、データ一貫性制御の機構を実現し、さらにそれをもとにした集約演算、行列演算の機構を実現した。さらに、ディスク装置(ファイル)レベルの大域なデータ管理を実現し、効率的なデータアクセスを実現するための並列入出力の機構を開発した。開発したシステムを、遺伝子クラスタリング、配列のマルチプルアラインメント、分子動力学計算など、生命情報科学の具体的なアプリケーションに対して適用し、高速化に対するアプリケーションレベルからの検討を行った。

This study aims to explore the effective utilization of computer resources in parallel and distributed systems, and to develop a system for implementing distributed systems in distributed environments, in which users are aware of the diversity of distributed systems. The software includes: (1) management of large-domain data; automatic allocation of resources for users;(2) shared base data;(3) configuration of large-domain data; and (4) operation configuration of large-domain data. This year, we completed the development of a wide range of institutional and organizational structures in the shared domain. The physical location of the entity, the input/output mode, the composition of the entity, and the user's awareness of the entity. The specific requirements for the application of the system are as follows: The organization of synchronization, consistency control, and intensive calculation In addition, the development of a large area of equipment management, efficiency, and capacity is included in the development of the equipment. Development, Genetic Engineering, Configuration, Molecular Dynamics, Life Information Science, Application, Acceleration, Design and Research.

项目成果

関嶋政和: "Automatic Improvement of Scheduling Policies in Parsley Parallel Programming Environment"Proceedings of the Parallel and Distributed Computing and Systems 2002. 380-385 (2002)

Masakazu Sekijima：“Parsley 并行编程环境中调度策略的自动改进”并行和分布式计算与系统论文集 2002。 380-385 (2002)

野本享: "Distributed shared arrays : Portable shared-memory programming interface for multiple computer systems"International Journal of Computer Systems, Science and Engineering. (印刷中). (2003)

Toru Nomoto：“分布式共享数组：用于多个计算机系统的便携式共享内存编程接口”国际计算机系统、科学与工程杂志（2003 年出版）。

清水謙多郎: "分子動力学シミュレーションの並列計算"化学フロンティア. 50-62 (2002)

清水健太郎：“分子动力学模拟的并行计算”化学前沿50-62（2002）。

中村周吾: "New method for parallel computation of Hessian matrix of conformational energy function in internal coordinates"Journal of Computational Chemistry. 23,4. 463-469 (2002)

Shugo Nakamura：“内坐标构象能量函数 Hessian 矩阵的并行计算新方法”计算化学杂志 23,4（2002）。

渡辺恭男: "Parallel programming environment based on distributed shared arrays : Design and applications to molecular biology"Proceedings of the Third International Conference on Parallel and Distributed Computing, Applications and Technologies. 44-51 (2002)

Yasuo Watanabe：“基于分布式共享阵列的并行环境编程：分子生物学的设计和应用”第三届并行和分布式计算、应用和技术国际会议论文集 44-51 (2002)。