新型计算机系统架构的设计与实现

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遗留系统并行架构的设计与实现

作者：罗丹,周波

来源：《计算机应用》2011年第02期

摘 要：

面向服务的体系架构(SOA)为遗留系统的再工程提供了解决方案，使得遗留系统可以支持分布式应用环境，但是由于技术的陈旧和架构的局限性，无法支持多线程、并行处理以及内存泄露等问题依旧在部分遗留系统中存在，极大地限制了它们的应用。为了解决这几个问题，通过深入分析研究Windows 通信基础(WCF)的通信机制，提出了一种并行架构，对WCF的基本架构进行了改造，即在默认的体系架构中添加一层服务控制器，用来在客户端和服务端之间传递消息和选择服务，很好地解决了这几个问题，并在某大型金融软件中得到了应用。

关键词：

遗留系统；并行；Windows通信基础；内存泄露

中图分类号： TP311

文献标志码：A

英文标题

Design and implementation of parallel architecture for legacy system

英文作者名

LUO Dan, ZHOU Bo

英文地址(

College of Computer Science and Technology, Zhejiang University, Hangzhou Zhejiang 310027,

China

英文摘要

Abstract: 龙源期刊网

or reengineering legacy systemsto

support distributed application environment. But due to the limitation of technology and architecture

计算机测控系统的设计与实现

1 计算机测控系统的发展历程及其定义

在现代工业控制领域，计算机以其无以伦比的运算能力，数据处理分析能力，

在测控系统中起到了很大了作用，测控系统的发展经历了五个阶段：

1.1 测控系统的发展

在20世纪50年代，测控系统处于自动测量、人工控制阶段，整个系统结构

简单，操作灵活，但由人工操作，速度受到了限制，不能同时控制多个对象。

在20世纪60年代，采用电动单元组合式仪表测控系统，测控系统处于模拟

式控制阶段，系统的控制精度和速度都有了提高，但抗干扰的能力比较差，且对

操作人员的经验要求比较高。

直到20世纪70年代到20世纪80年代，出现的计算机集中测控系统以及分

布式测控系统，才使得人类在控制领域实现了一次巨大的飞跃。

1.2 计算机测控系统的发展

首先，在60年代末期，出现了用一台计算机代替多个调节控制回路的测控

系统，就是直接数字测控系统，它的特点是控制集中，便于运算的集中处理，然

而这种系统的危险性过于集中，可靠性不强。

随着70年代，电子技术的飞速发展，由美国Honeywell公司推出了以微处

理器为基础的总体分散型测控系统，它的含义是集中管理，分散控制，所以又称

为集散测控系统。

分布式测控系统是在集散测控系统的基础上，随着生产发展的需要而产生的

新一代测控系统，分布式测控系统更强调各子系统之间的协作，有明确的分解策

略和算法。

因此，计算机测控系统就是应用计算机参与控制并借助一些辅助部件与被控

对象联系，以达到一定控制目的所构成的系统

2 计算机测控系统的组成

测量设备计算机主控器执行机构人机界面通讯模块

图1 测控系统的组成 计算机测控系统的组成如图1所示，包括计算机主控器、测量设备、执行机

构、人机界面或通讯模块所组成。

2.1 测量设备

测量设备的主要作用就是向计算机主控器输入数据。一般来说，是利用传感

装置将被控对象中的物理参数，如：温度、压力、液位、速度。转换为电量，如

大规模并行计算系统的设计与实现

随着信息化和数字化发展的不断加速，计算机的性能和处理能力也在不断提升。大规模并行计算系统的设计与实现成为了计算机领域一个重要的研究方向。本文将从硬件和软件两方面进行探讨，并介绍一些实现大规模并行计算系统的技术和方法。

一、硬件方面的设计与实现

1. 多处理器架构

大规模并行计算系统是指由成百甚至数千个处理器组成的计算机系统。多处理器架构是实现大规模并行计算系统的重要方案之一。多处理器架构是由多个处理器、共享总线、共享存储器和输入输出子系统构成的。多处理器架构的优点是能够提高处理能力，同时也可以降低成本。

2. 网络结构

网络结构是实现大规模并行计算系统的另一种方案。不同于多处理器架构，网络结构使用网络技术将多个处理器节点连接在一起。通过网络的拓扑结构，可以实现不同的通信流量。网络结构的优点是模块化、灵活性强，同时也能够实现高可用性。

3. 存储器层次结构

存储器层次结构是指计算机系统中存储器的组织方式。存储器层次结构可以提高存储器的性能和容量。大规模并行计算系统为了满足大量数据的存储和处理，需要采用非常大的存储系统。存储器层次结构的设计和实现可以使得大规模并行计算系统在存储器层面上实现高性能、高效率。

二、软件方面的设计与实现

1. 操作系统 操作系统是计算机系统中管理和控制硬件资源的程序。在大规模并行计算系统中，操作系统要实现资源管理、任务分配和数据交换等功能。操作系统的设计和实现可以使得大规模并行计算系统的资源得到充分的利用，并能够保证系统的稳定性和可用性。

2. 并行编程模型

并行编程模型是描述在并行处理器系统中如何分配和执行程序的方法。在大规模并行计算系统中，采用合适的并行编程模型可以实现处理器节点之间的数据交换和协作。并行编程模型可以实现最大化并行化程序以提高计算机处理能力，并且具有良好的可扩展性。

3. 数据通信库

数据通信库是实现并行计算系统中节点之间数据传输的程序库。在大规模并行计算系统中，数据通信库的设计和实现可以使得节点之间的数据传输更加高效和优化。数据通信库的实现有利于提高程序的效率和减少通信开销，从而提高系统的效率和响应时间。

新型计算机架构与体系结构的设计及应用

近年来，随着科技的不断创新和发展，计算机领域也在不断地迎来新的变革和发展。新型计算机架构和体系结构的设计也成为了计算机领域中一个重要的研究方向。本文将从这一角度出发，探讨新型计算机架构和体系结构的设计及其应用。

一、新型计算机架构的设计

新型计算机架构的设计，主要是针对当前计算机处理器的瓶颈问题进行的研究。针对处理器瓶颈问题，现有的解决方案主要有两种：单指令多数据流（SIMD）和多指令多数据流（MIMD）。

SIMD是指将一个指令同时应用于多个数据元素的一种数据并行方式，是一种优化计算密集型任务的方式。这种并行方式适合大规模的矩阵和数组计算和计算密集型任务；而MIMD则是指将多个不同的指令同时应用于多个数据元素的一种指令并行方式，是一种适合处理大量不同类型任务的并行方式。

在新型计算机架构的设计中，更加注重的是新的处理器架构，尤其是基于光电子计算的处理器架构。这种处理器架构基于光电子技术，将传统的电子元件转换为光电子元件，从而实现更高的速度和更低的能耗，同时还具有更高的安全性和稳定性。

二、新型计算机体系结构的设计

新型计算机体系结构的设计主要是针对大规模分布式计算环境下的协同计算进行的研究。这种体系结构是通过将大量的计算资源连接在一起，实现协同计算，从而能够快速地解决大规模的计算问题。

新型计算机体系结构的设计需要考虑几个方面的问题。首先是通信和数据传输问题。分布式计算环境下，各个计算节点之间的通信和数据传输是非常重要的。因此，在设计新型计算机体系结构时，需要考虑如何实现高效的通信和数据传输。

其次是任务调度和资源管理问题，在大型分布式计算系统中，如何实现任务的调度和资源的管理是至关重要的。这需要设计新的调度算法和资源管理技术，以满足不同任务的需求，并提高系统的效率。

最后是安全和隐私问题。在分布式计算环境下，安全和隐私问题是非常重要的问题。新型计算机体系结构的设计需要考虑如何保证用户的数据和隐私不被泄露或滥用。