臺灣博碩士論文加值系統

近年來全球資訊產業的蓬勃發展，使得目前個人電腦的運算處理能力大幅提昇，直追高性能的工作站。另一方面，隨著網際網路的盛行，電腦網路相關技術之進展也成果非凡，其中高速寬頻網路的問世，能提供使用者更多元且豐富的服務。因此，透過高速網路連接個人電腦來達成高效能計算 (HPC) 的可行性大為提高，且具有計算成本低廉，元件取得便利，系統維護容易…等優點。
本研究所提出的以代理人為基礎之分散式平行運算平台，乃建構在目前廣受歡迎的 Linux 作業系統上，並結合個人電腦叢集 (PC Cluster) 形成一強大的高效能計算資源。本系統的使用者可透過 Web 瀏覽器於「任何時間，任何地點」來存取和執行平行運算服務。代理人負責監督叢集中各電腦的負載狀態，並回報給平行運算伺服器，伺服器根據此負載資訊來分派工作，以協助使用者在最短的時間內完成工作，取得結果。最後經由實驗來評估本系統的加速度 (speed-up) 和效率 (efficiency)，以驗證本研究之可行性。

PCs and their peripherals are probably the most rapid-growing industries in the world during the last few decades. The computing power of personal computers has been almost as fast as what you could ever find in high-performance workstations. In recent years, due to the demands for Internet services, computer network technologies have their fastest progresses ever in history. Faster CPUs and better bandwidth has made high performance computing more practical in real-life, especially due to the availability of low-cost computing resources and high-speed computer networks.
In this study, an agent-based distributed parallel processing virtual machine is proposed. It is built on PC cluster with popular Linux operating systems. The proposed system is accessible and executable "anytime, anywhere" through standard Web browsers. The agents work on cluster machines that monitor CPU usages and report loads of the corresponding machines to the server. The server dispatches a given job to the appropriate machine according to the performance index and the load of each machine. The job-dispatching algorithm tries to allocate jobs dynamically so that they can be finished in the shortest time possible. The promising experimental results have demonstrated the feasibility and usefulness of the proposed system.

書名頁i
論文口試委員審定書ii
授權書v
中文摘要vi
ABSTRACTvii
誌謝viii
目錄ix
表目錄xi
圖目錄xii
第一章　緒論 1
1.1　研究背景 1
1.2　研究動機 2
1.3　研究目的 3
1.4　研究範圍 5
1.5　章節介紹 6
第二章　文獻探討 7
2.1　平行處理與叢集技術之探討 7
2.1.1　平行處理之介紹 7
2.1.1.1　共用記憶體多處理器系統 7
2.1.1.2　分散式記憶體多處理器系統 9
2.1.1.3　叢集式多處理器系統10
2.1.2　個人電腦叢集之起源13
2.1.3　訊息傳遞語言之介紹14
2.1.3.1　MPI15
2.1.3.2　PVM16
2.2　軟體代理人之相關研究17
2.2.1　軟體代理人的定義與特性18
2.2.2　軟體代理人的分類與應用19
2.3　處理器之效能指標22
2.3.1　iCOMP Index22
2.3.2　P-Rating24
第三章　研究設計26
3.1　研究架構26
3.2　研究方法與流程27
3.2.1　研究方法27
3.2.2　研究流程27
3.3　雛型系統之建置28
3.3.1　系統開發之方法28
3.3.2　發展工具之介紹29
第四章　系統架構與運作34
4.1　系統架構34
4.2　WEB-BASED 使用者界面37
4.3　負載監督代理人模型38
4.3.1　集中式負載監督38
4.3.2　負載計算與性能指標40
4.4　 工作排程與管理模組44
4.4.1　自動化排程機制44
4.4.2　遠端工作執行47
第五章　系統實作與實驗48
5.1　雛型系統簡介48
5.2　雛型系統操作流程49
5.3　雛型系統測試57
5.3.1　測試評估方法57
5.3.2　實驗測試結果58
5.3.2.1　異質電腦叢集環境之測試59
5.3.2.2　同質電腦叢集環境之測試63
第六章　結論67
6.1　研究成果67
6.2　研究限制69
6.3　未來展望70
參考文獻72
附錄75
附錄 A︰INTEL ICOMP INDEX 3.0 LIST75

[1] Intel Pentium 4 Processor， http://www.intel.com/pentium4/index.htm?iid=intelhome+roll_Pentium4&。
[2] BBC News | HEALTH | Screensaver aids cancer fight，http://news.bbc.co.uk/hi/english/health/newsid_1255000/1255804.stm。
[3] SETI@home: Search for Extraterrestrial Intelligence at Home，http://setiathome.ssl.berkeley.edu/。
[4] Intel philanthropic peer-to-peer program，http://www.intel.com/cure/。
[5] 楊朝棟、張宏守，「在 Linux 上建構與應用叢集式平行電腦」，零客情報，第 12 期，84∼103 頁，November 2000。
[6] Parallel Processing Concepts，http://www.tc.cornell.edu/services/edu/topics/ParProgCons/more.asp。
[7] 李新夏，「Turbolinux Cluster Server 6.0」，凌客誌，第 3 期，45 頁，January 2001。
[8] 張西亞、蔡佳璋，「NCHC PC Cluster 簡介」，http://hpcserv2.nchc.gov.tw/project/lecture_notes/NCHC_PC_Cluster_簡介.pdf。
[9] The Beowulf Project，http://www.beowulf.org。
[10] Bernd O. Christiansen, et al., “Javelin: Internet-Based Parallel Computing Using Java”.
[11] Ying-Lung Wang, “Design and Implementation of a Parallel Virtual Machine with Distributed Shared Memory by Using Java”, Master thesis, Department of Computer Science, National Tsing Hua University, June 2000.
[12] MPI — The Message Passing Interface Standard，http://www-unix.mcs.anl.gov/mpi/。
[13] Message Passing Interface Forum, ”MPI: a Message-Passing Interface Standard”, Tech. Rep. CS-94-230, Department of Computer Science, University of Tennessee, Knoxville, TN, 1994.
[14] PVM: Parallel Virtual Machine，http://www.csm.ornl.gov/pvm。
[15] A. Geist, et al., PVM: Parallel Virtual Machine — A Users’ Guide and Tutorial for Networked Parallel Computing, MIT Press, 1994.
[16] Fitzmaurice, G., “Form-countered Workflow Automation Using an Agent Framework”, Brown university, 1991.
[17] P. Maes, “Agents that Reduce Work and Information Overload”, Communications of the ACM, Vol.37, No.7, pp. 31-40, ACM Press, July 1994.
[18] 邱顯正，「網際網路上產品資訊擷取代理人雛形之設計與建置」，元智大學，資訊研究所碩士論文，民國 89 年。
[19] Etzioni, O., and Weld, D. S., “Intelligent Agents on the Internet: Fact, Fiction, and Forecast”, pp. 44-49, IEEE Expert, Vol. 10, No.4, August 1995.
[20] IBM Corporation, “Open Blueprint — Intelligent Agent Resource Manager”, G325-6592-00, 1996.
[21] Magedanz, T., Rothermel, K., and Kraues, S., “Intelligent Agents: An Emerging Technology for Next Generation Telecommunication?”, IEEE INFOCOM’96, San Francisco USA, March 1996, pp. 464-472.
[22] San, M., “Intelligent Agents on the Internet and Web”, IEEE TENCON ’98, New Delhi, December 1998, pp.97-102.
[23] Intel Corporation, “iCOMP® Index 3.0 Performance Brief”, 245130-005, May 2000.
[24] Cyrix Corporation, IBM Microelectonics, and SGS-Thomson, “The 6x86™ P-Rating - A Performance Indicator for the 6x86 Processor”, January 1996.
[25] 什么是iCOMP指數和P+Rating指數，http://www.xy.sn.cninfo.net/computer/zjzn/html/icomp.htm。
[26] Langley, P., Simon, H., Bradshaw, G.., and Zytkow, j., ”Scientific Discovery: Computational Exploration of the Creative Processes”, MIT Press, Cambridge, MA, 1987.
[27] 季延平，郭鴻志，系統分析與設計，華泰書局，台北，民國 84 年。
[28] The Netcraft Web Server Survey，http://www.netcraft.net/survey/。
[29] James Gosling, Henry McGilton, “The Java Language Environment - A White Paper”, Sun Microsystem Inc., 1996.
[30] 中央研究院計算中心 PC Farm 計劃，http://phi.sinica.edu.tw/~tyuan/pcfarm.19991228/index_b5.html。
[31] 行政院國科會國家高速電腦中心，http://www.nchc.gov.tw/。
[32] Internet Explorer 產品下載，http://www.microsoft.com/windows/ie_intl/tw/download/default.htm。
[33] WebSideStory, Inc.，“MICROSOFT’S SHARE OF BROWSER MARKET CONTINUES TO RISE: NOW MORE THAN 87%”， http://www.websidestory.com/cgi-bin/wss.cgi?corporate&news&press_1_104。
[34] Richard Monson-Haefel, Enterprise JavaBeans™, 2nd Edition Cover EJB 1.1, O’REILLY, March 2000.
[35] 柳美貞，「在 NT 上的 PVM 環境之工作自動分派系統」，國立台灣大學，資訊工程學研究所碩士論文，民國 89 年。
[36] Beck, et al., Linux Kernel Internals, Addison Wesley, 1998.
[37] DongShenc Cai and Quanming Lu, “Parallel PIC Code using Java on PC Cluster”, Proceedings of The 4th International Conference on HPC in the Asia-Paciffic Region, Beijing China, May, 2000.
[38] POV-Ray — the Persistence of Vision Raytracer，http://www.povray.org/。
[39] VNC — Virtual Network Computing from AT&T Laboratories Cambridge，http://www.uk.research.att.com/vnc/。
[40] Remote Desktop Protocol (RDP) Features and Performance，http://www.microsoft.com/technet/treeview/default.asp?url=/TechNet/prodtechnol/win2kts/evaluate/rdpfperf.asp。