大規模分散データの真に透過で効率的な共有を実現する分散共有配列システムの開発

开发分布式共享阵列系统，实现大规模分布式数据真正透明高效共享

基本信息

批准号：
16016226
负责人：
清水謙多郎
金额：
$ 4.29万
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：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、分散メモリ型システムを用いて巨大なメモリ領域を利用することができる、共有メモリプログラミングモデルにもとづく新しい並列プログラミング環境DSA(Distributed Shared Array)を開発する。DSAは、分散システムの上に、巨大なメモリ領域を仮想的に構築する。データの実体は、それぞれの計算機のメモリやディスクに分散して置かれるが、すべての計算機が、こうした物理的なデータの分散を意識しないで、グローバルなメモリ領域を共有できるようにすることにより、並列計算を行うプログラムの開発を容易にする。1台の計算機のメモリやディスクに格納しきれない巨大なデータも、この仮想的なメモリに置いて複数の計算機から共通に操作することができる。科学技術計算でよく用いられるベクトルや行列をこの巨大なメモリに格納して操作することにより、巨大なベクトルや行列を扱うプログラムも、分散システムの上でこれまでより簡単に開発できるようになり、しかも高速に実行できるようになる。データの実体は分散していても、利用者には、複数の計算機間で共有できるグローバルな配列が存在しているように見える。このような配列を「分散共有配列(DSA)」と呼んでいる。本研究では、DSA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、生命情報科学の実際のアプリケーションに対して適用し、クラスタ型計算機上で性能評価を行い、分散するデータを効率的に操作・管理できること、MPIのプログラムと比較して、ノード数が増大してもスケーラブルな性能が得られることを確認し、本システムの有効性を実証した。その結果、数十台規模のクラスタシステムにおいて、高いスケーラビリティを実現した。

在本研究中，我们开发了一种基于共享内存编程模型的新并行编程环境DSA（分布式共享阵列），该模型可以使用分布式内存系统来利用巨大的内存区域。 DSA实际上是在分布式系统之上构建了一个巨大的内存区域。实际数据分布在每台计算机的内存和磁盘中，但是通过使所有计算机能够共享全局内存区域而无需了解数据的物理分布，有利于开发执行并行计算的程序。即使是无法存储在单台计算机的内存或磁盘中的大量数据也可以放置在该虚拟内存中，并由多台计算机共同操作。通过在这个巨大的内存中存储和操作科学和技术计算中经常使用的向量和矩阵，现在可以比以前更容易地在分布式系统上开发处理大型向量和矩阵的程序，而且执行速度更快。尽管实际数据是分布式的，但在用户看来，存在一个可以在多台计算机之间共享的全局数组。这种类型的数组称为“分布式共享数组 (DSA)”。在本研究中，我们将DSA应用到生物信息学的实际应用中，例如基因聚类、序列多重比对和分子动力学计算，评估其在集群计算机上的性能，并通过确认该系统的有效性来验证该系统的有效性。与MPI程序相比，它易于操作和管理，即使节点数量增加也可以获得可扩展的性能。结果，我们在一个拥有数十个系统的集群系统中实现了高可扩展性。

项目成果

期刊论文数量（14）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Identification of GPI-(like)-anchored Proteins by using SVM

使用 SVM 鉴定 GPI（样）锚定蛋白

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
Symposium of Data Ming and Computations in Statistics
影响因子：
0
作者：
鬼頭朋見;上田完次;上田完次編著;曹巍
通讯作者：
曹巍

A fast protein-protein docking algorithm using series expansion in terms of spherical basis functions

一种使用球基函数级数展开的快速蛋白质-蛋白质对接算法

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Proceedings of the 16th International Conference on Genome Informatics (GIW 2005) 16,2
影响因子：
0
作者：
曹巍;角越和也
通讯作者：
角越和也

Improvement of accuracy of free-energy landscapes of peptides calculated with generalized Born model by using numerical solutions of Poisson's equation

使用泊松方程的数值解提高广义玻恩模型计算的肽自由能图的准确性

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
Chemical Physics Letters 393
影响因子：
0
作者：
Sakai;H. et al.;Daiyasu H. et al.;Ichihara H. et al.;Standley D. et al.;Toh H.et al.;石塚隆記
通讯作者：
石塚隆記

Distributed shared arrays : Portable shared-memory programming interface for multiple computer systems

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

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
Cluster computing, The Journal of Networks, Software Tools and Applications 7,1
影响因子：
0
作者：
Sakai;H. et al.;Daiyasu H. et al.;Ichihara H. et al.;Standley D. et al.;Toh H.et al.;石塚隆記;野本享
通讯作者：
野本享

Crystal structure of the terminal cumene dioxygenase component of Pseudomonas fluorescens IP01

荧光假单胞菌 IP01 末端枯烯双加氧酶组分的晶体结构