.....هجازي ي سازي يک خض طراحي پياد

کارضاسي ي اه تراي دريافت درج پاياى

…………… در رضت هذسي کاهپيتر گرايص

……………ارائ دذ:

...............دکتر استاد راوا:

9831توي

ج

ي صحت اصالت تايج تأييذي

تاسو تعالي

داـزي سؿت واايورش ماغ ريلاوي ……………ت ؿاس داـزيي ……………ايزاة

ا حاك واس ايزاة تذ ش دخا پاياي تايذ اي اي و وو رأيوذ ي ……………

س ا. د ؿذ اص آحاس ديشا سا تا روش واا ـخلاام ثاغ رواش واشد تشداسي رلشف اػت اسد ؼخ

اتك تا هااتي ػؼ آصؽ ػاي وشدااد شاكسم احثام خالف ذسرام فق، ت رـخوق

ق ؤفا لفا لا رشر رىخوش وتاة ـاشيام آحااس مشسام حاو )لا حايت اص حم

كري، هاتي مشسام آصؿي، پظـي اوثاي ...( تا ايزاة سفتااس خااذ ؿاذ حاك شا

خلف احماق حمق ىتؼاة رـاخوق رؼواو رخام زااصام سا اص خايؾ ػاة س اػتشام د

كاال يي ت اؿخاف اػ اص حمومي حملي شارغ ري پاػخ اي. دس ه، ؼؤوت ش ي

ا وچ ػؼي ايزاة خاذ تد )اػ اص اداسي لوايي( ت ػذ ي دس ايا خلاف توؼاو

خاذ داؿت.

……………ا ا خاادي:

اوا راسيخ:

د

تقذين ت

ه

تطكر قذرداي

وا رـىش سا داس. ،……………

و

چكيذ

اي کليذي: اش

فهرست مطالب

ز

فرست هطالة

عاى

صفح ي ضوار

1 هقذه: ال فصل :1 فصل

2 ........................................ ووام -1-1

2 ....................................... اذاف -1-2

2 .................................. اپايا ػاختاس -1-3

4 تاال کارايي تا پردازش ايسيستن ايچالص: دم فصل :2 فصل

5 ....................................... مذ -2-1

6 سازيهجازي: سم فصل :3 فصل

7 ....................................... مذ -3-1

7 ........................................ خالك -3-2

11 هرتثط تحقيقات: چارم فصل :4 فصل

11 ...................................... مذ -4-1

11 ................................ زاصي اؿو اظش -4-2

11 .......................... ػوؼت و ػاصيزاصي -4-2-1

13 هسال ضرح: پجن فصل :5 فصل

14 ...................................... مذ -5-1

14 .... تاال واسايي تا پشداصؽ واستشداي دس زاصي اؿو اظش ااع واسايي مايؼ -5-2

15 ........................ وال آص افضاسيش تؼت -5-2-1

16 ............................. وال آص تؼتش -5-2-2

11 پيطادي راكار: ضطن فصل :6 فصل

11 ...................................... مذ -6-1

11 ارزياتي: فتن فصل :1 فصل

22 ...................................... مذ -7-1

22 .................................... وال آص -7-2

22 آتي کاراي گيريتيج: طتن فصل :8 فصل

23 .................................... وشيتوز -1-1

فهرست مطالب

ح

24 .................................... آري واساي -1-2

26 هراجع

28 ا پيست

22 .......................... فاسػي ت اوؼي ااط: ام پوػت

32 ........................... اوؼي ت فاسػي ااط: ب پوػت

ها فهرست شکل

ط

ا ضكلفرست

عاى

ي صفح ضوار

!Error .... تاال واسايي تا پشداصؽ ايػوؼت ايچاؾ ػاصيزاصي اػا ضاياي (1-3) ؿى

Bookmark not defined.

2 .... تاال واسايي تا پشداصؽ ايػوؼت ايچاؾ ػاصيزاصي اص اػتفاد ايشاداي( 2-3) ؿى

21 ......... ػاصيتو ؼاسي ػاختاس رغووش اص پغ وال آص رؼت تايذ( 1-7) ؿى

ها فهرست جدول

ي

ا جذلفرست

عاى

ي صفح ضوار

1 ........................ ػاصيزاصي ختم ايسؽ مايؼ( 1-3) رذ

NPB ........... 16 وال آص اص ختم ايوالع دس رد ؼائ اتؼاد( 1-5) رذ

: 1 فصل

هقذهفصل ال:

فصل اول: هقدهه

کليات -1-1

2

اتيکل -1-1

ح ؼائ ػي و واص ت يوالدي تشا 60ي دس د 1اي پشداصؽ تا واسايي تاال او ؼ اص ػوؼت

3ت راد آذاذ. اتشوايورشااي 2ػاصي اي اصي آسي تا اػتفاد اص ف ،را پشداصؿي تااليي داؿتذ

؛اي پشداصؽ تا واسايي تاال تداذ اي اص ػوؼت ، Cray، اذ 4اي تشداسي اصي ثتي تش پشداصذ

پشداصذ چذيه يا يداسااي اص ػوؼتو 5اي وايورشي والدي خؿ 80ي ي داػيغ دس ا

. [1]را چذي ضاس پشداصذ سا داؿتذ، ؼشفي ؿذذ 7يشيپز اعوماىا وشدذ يتفاد اػ 6شدتاي

اذاف -1-2

ػاصي پشداصؽ تا واسايي اي زاصي آسي اي ف ا چاؾ ا، ظش ت ؼتشدي لاتوت دس اي پايا

پشداصؽ تا واسايي تاال ػؼي دس سفغ يا ؼتوػ دسػاصي زاصي يآس ف اػتفاد اصتاال، دس ظش داسي تا

اي آ د اص شف ديش خلكوام يظ رؼذي چاؾ اسغاا ػااصي تا آسي زااصي اي وا فا

آسد ت آ توافضايو ي

اه اىيساختار پا -1-3

ـا داد .Error! Reference source not foundا س و دس ،ا دس اي پاياذسد اة

اي پشداصؽ ػوؼتاي ت تشسػي ختلش چاؾ 2فل اذ: ؿذ يد ػاصاصيش كسمت ،ؿذ اػت

3فلا ، دس افتا اػات يتا واسايي تااال اختلااف ي اػاتفاد اص تا تشسػاي واسااي اشرثي دس صوا

اايي رات سفاغ ساىاست اسائا 4فل ياتذ. دس ػاصي دس واستشداي تا واسايي تاال اختلاف ي زاصي

ـىالم زاصي ختلاشي دس ض وا ااي پاشداصؽ تاا وااسايي تااال ػاصي دس خلف اػا ت ػوؼات

5فلا . دس اختلاف خاذ يافتاي ياد ؿذ ساىاسػاصي اػا رغووشام اي پواد خلف سؽ

HPC - High Performance Computingؼاد فاسػي ػثاسم اوؼي 1 Parallelismي اوؼي وؼاد فاسػي 2 Supercomputerي اوؼي ؼاد فاسػي و 3 Parallel Vector Processorؼاد فاسػي ػثاسم اوؼي 4 Computer Clusterؼاد فاسػي ػثاسم اوؼي 5 Scalarي اوؼي ؼاد فاسػي و 6 Scalabilityي اوؼي ؼاد فاسػي و 7

فصل اول: هقدهه

ناهه ساختار پايان -1-3

3

؛خاو اد اسائا سا اي اسائ ؿذ سا اسصياتي د واسايي، تثدا يا ـىالم حاك اص آساىاس

اي تا واسايي ػاصي دس ػوؼت وشي اص و تيج دس خلف اػتفاد اص زاصي ت توز 6فل ايتا دس

او پشداخت.ا خ ي اي پايا تاال وض واساي آري لات ازا دس ادا

: 2 فصل

اي پردازش سيستناي چالصفصل دم:

تا کارايي تاال

هاي پردازش هاي سيستن فصل دوم: چالص

با کارايي باال

هقدهه -2-1

5

هقذه -2-1

دس اسرثاام ؿثى، ياي اسصا لوت چو ت رد آذ ريالم اػاػ دس دػتشع تد پشداصذ

اي رصيغ ي ػوؼت روذ رػؼ اع ؿذ سا اص يا التلادي مش ت كشف ػاخت اػات. دس ايا

واسااي ،اي اص وايورشا تا رثااد پواا واا يىاذيش ا تش سي ؿثى پشداص ،اي رصيغ ؿذ ػوؼت

[5] واذ اراشا اي سا پشداصؿي ي يمماا تا اػاتفاد اص فااو ،اوالدي 90ي . اص اايا دا

تااتشاي .[6 ,1]ااذ اي پشداصؽ تاا وااسايي تااال سي آسد اي رصيغ ؿذ رت روذ ػوؼت ػوؼت

اذ. اي رصيغ ؿذ سا وض ت اسث تشد اي ػوؼت ي اشصي چاؾ اي رصيغ ؿذ ػوؼت

اػت. (1-2) ا وض اذ فش ي اسؽ فش

(2-1) ( ) ∑ ( )

: 3 فصل

سازي هجازيفصل سم:

سازي فصل سم: هجازي

هقذه -8-9

7

هقذه -3-1

تااال ييپاشداصؽ تاا وااسا ياا ؼتوآ دس ػ ي واستشداػاصي آسي زاصي دس اي فل ت تشسػي ف

ااي ، ػايغ تا تواا واصاذي اد اسائ ي آ ػاصي پوـو زاصي اصپشداصي. اتتذا ختلشي ي

اش آسد ػاصي ت اسغا اي اي و زاصي پغ اص آ خلكوام يظ ؛ػاصي خاو پشداخت زاصي

پغ اص آ ماى لم هاؼم ػاصي خاو پشداخت. اي ختم زاصي ت تشسػي سؽ دوخا

واسايي تاال سا تشسػي خاو د. تاشاي ايا ظاس اي پشداصؽ تا ػاصي دس ػوؼت اػتفاد اص زاصي

ػااصي تا اي اػا زااصي چاؾ وضاي پشداصؽ تا واسايي تاال ػاصي دس ػوؼت واستشداي زاصي

اػاا اا يتشسػاي پشداصؽ تا واسايي تاال سا سد تشسػي لشاس خاو داد ػيغ تا اػتاد ت ػوؼت

. دوخا يػز سا اىااي پشداصؽ تا واسايي تاال ػاصي ت ػوؼت زاصي

خالص -3-2

ػااصي ااي ختام زااصي سؽ. يپشداص ي ياص ا اة فل راس يا تخؾ ت اسائ خالكيدس ا

زاصي( 1ؿا زااصي ( 2، ػاصي و ػوؼات ػااصي دس ػا زااصي ( 3، ػااصي تخـاي اص ػوؼات

ػااصي آسي زاصي . فاػت ػاصي تا وه ػخت افضاس زاصي( 5، ػاصي زاصي پوؾ( 4، ػا ػوؼت

اي يظ چو خلكوام لاتوت اي داسد و دػاتواتي تا آ تاذ يػات ياا اا دس ػوؼات

( 1ا ؿا تؼواس ـى پشضي اػت. اي يظي يػاص ياػتفاد اص زاص ( 2، ايضا واشد ي ما

(1-3رذ ) ؼتذ. توي دس( 5، ارشم( 4، رؼوك ادا( 3، اصػشوشي اسػي ي تا مايؼا

پشداصد. ػاصي ي اي ختم زاصي سؽ

سازي فصل سم: هجازي

خالص -8-2

1

يها‌روش

يساز‌يهجاز

ػاصي زاصياي ختم مايؼ سؽ ( 1-3) رذ

سازي کل هجازي

سيستن

سازي هجازي

تخطي از سيستن

سازي در هجازي

سطح

عاهل سيستن

سازي هجازي پيصسازي تا هجازي

افسار کوک سخت

رشر ددييفشاخاي ت اظش

اؿو زاصي فشاخاي ت ػوؼت

فشاخاي ت اظش

اؿو زاصي رش هرد استفاد ػ ارشاي سيـ

خوش ت - ت خوشياز ت تغيير در

هيواى عاهل سيستن

خوش ت ت ت خوشياز ت تغيير در

هيستاى عاهل سيستن

عاهل سيستنع وذتاص وذتاص وذتاص

زهاى اعوال تغييرات - رشر رػؼ رػؼ -

ايي ا دسوش ؼتذ وض چاؾ اي پشداصؽ تا واسايي تاال تا آ ػوؼتايي و تا رر ت چاؾ

آسد ضايااي اػاتفاد اص اي پشداصؽ تا واسايي تااال تا اسغاا اي ػاصي ت ػوؼت و اػا زاصي

را توز شفت و ت ي ،شدذ ايي و رؼذي يا شرفغ ي ا چاؾ ػاصي دس اي ػوؼت زاصي

راذ تؼواس حش تاؿاذ ااا وااؾ اي پشداصؽ تا واسايي تاال ي ػاصي ت ػوؼت س وي اػا زاصي

ااي پاشداصؽ تاا وااسايي تااال ػاصي، و اشي تؼواس تشاي ػوؼت واسايي اؿي اص اػتفاد اص زاصي

ػااصي ا تش تثد واسايي زاصي ا رشوض تايذ ت س يظ سد رر لشاس وشد. دس اي پايا ي .اػت

اايي اي پشداصؽ تا واسايي تاال اػة ؿذ تتا ػوؼت دس ػيي اػت و تشاي اػا ت ػوؼت

ؿذ تا واسايي تاال سا ايزاد د را تتا اص ضاياي تؼواس اسصؿذ زاصي زاصي اا ػاصي دس اي ػوؼات

اي پاشداصؽ اي ػوؼت پؿاي چاؾ .Error! Reference source not foundوض اػتفاد د.

(1-3ؿى ) دذ سا ـا ي ػاصي آسي زاصي ضاياي ف سا تاتا واسايي تاال ااي پؿااي چااؾ ا

ذ.د ػاصي ـا ي زاصي اػتفاد اص يشادايا سا تااي پشداصؽ تا واسايي تاال ػوؼت

ها‌يژگيو

سازي فصل سم: هجازي

خالص -8-2

2

اي پشداصؽ تا واسايي تاال ػوؼت اي چاؾػاصي زاصي اػتفاد اص يشادايا ( 1-3) ؿى

: 4 فصل

هرتثط قاتيتحق: چارمفصل

فصل چهارم: تحقيقات

هرتبط

هقدهه -4-1

11

هقذه -4-1

ماموريمدس اي فل ت تشسػي ااي راد ساىاسػااصي آسي زااصي ازا شفت دس صو فا

ػاصي دس دس ت واسوشي زاصي رد يواسا ػاصي خاو پشداخت اي زاصي ش دس ااع سؽ

ا سد تشسػي لشاس خاو داد. ػيغ تا رر ت سيىشد اي پايااي پشداصؽ تا واسايي تاال سا ػوؼت

ؼا شح، ريمومام رالؽ آسي اي كسم شفت دس خلاف تثاد سدي/خشراي دس فا

اي زاصي سا سد تشسػي لشاس خاو داد. اي تثد اسرثاى وا اؿوساىاسػاصي وض زاصي

اظر هاضيي هجازي -4-2

ػاصي اي زاصي اؿو زاصي رد ش دس ااع سؽ ياا اظشساىاسدس اي تخؾ ت شس

ا سا تشاي اػاتفاد دس ايا ساىاسا يىي اص اي اي تؼذ تا اسصياتي دلوك آ خاو پشداخت و دس فل

ا اتخاب خاو د. پايا

سازي کل سيستن هجازي -4-2-1

يدس اصيادي يواساػاصي، اي زاصي ؼثت ت ديش سؽؼت وو ػػاصي تا رر ت لذت زاصي

ا اي رشي آ و اص ش ازا ؿذ اػتوص ،IBM VM/370، [7] VMware Server [2] راا تا

[8] VMware Workstation، [9] VMware ESX Server، [10] Bochs، [11] Virtual PC، [12]

Virtual Server ، [13] Connectix .اؿاس وشد

ػاصي وا آسي زاصي ايي تد و اص ف يىي اص او ػوؼت IBM VM/370 ي زاصواظش اؿ

شاحي ؿذ تد وا اص ايا System/370وشد. اي اظش اؿو زاصي تشاي اؿو ػوؼت اػتفاد ي

وشد واستشا اي اؿو تضسي، ايي اص چذي اؿو وچىتش ايزاد ي اا راؼاتذ اص ايا اؿاو

ي اص اظش اؿو زاصي رش اػتفاد وذ. اي اظش اؿو زاصي يىي اص تتشي، واسارشي فك

تاد وا ؼااسي زػا هيا اع والدي تد. اي ػوؼت يه اظش اؿاو زااصي 70ي دس د

.[15 ,14 ,2]وشد افضاسي و تش سي آ لة ؿذ تد ايزاد ي دػتساري ـات تا ػخت

اا دس پوـاثشد فاشا شي ؿشوتر رشي ش يىي اص فك VMWareاي اخوش ؿشوت دس ػا

اػت. اظش اؿو زاصي اص اي خااد ػ ػظوي اص ريموماام تدػاصي آسي زاصي ػاخت ف

فصل چهارم: تحقيقات

هرتبط

ناظر هاضين هجازي -4-2

12

[7] ااذ. دس ايا واا ااظش اؿاو زااصي يلالم رزاسي داـاي سا تا خاد اختلااف داد

VMware Server تا اا رش و پوؾVMware GSX Server [8] ؿاذ واض ؿااخت اي VMware

Workstation افضاس سد اػتفاد فشا ؼاسي زػ دػتسام ـات تا ػخت [4]ؼتذ ع داص

داسد و اص يه اظش VMware ESX Server [9]ت ا تفام آسذ. اي ؿشوت چو يلي ي

ايا اسد واض ؼااسي زػا دػاتسام ـاات تاا و [4]وذ اػتفاد ي هيع اؿو زاصي

وذ. زاصي ايزاد ياي افضاس صيشي تشاي اؿو ػخت

IA-32اص ؼاسي 1ػاص اػت و يه Bochs ي زاصواظش اؿاص واساي ديش دس اي صو

ؼااسي زػا دػاتسام تفااري اص واشد اػاتفاد اع د اػت اص يه اظش اؿاو زااصي

.[10]آسد افضاس سد اػتفاد سا فشا ي ػخت

يلالري سا اسائ وشد اػت وؼت ودس ػ و ػػاصي وض دس صو زاصي Microsoftؿشوت

[11] Virtual PC [12] Virtual Server ااظش اؿاو زااصي صيل ا اص آ ر ؼتذ. اي د

آسذ. فشا يسا افضاس سد اػتفاد وذ ؼاسي زػ دػتسام ـات تا ػخت اػتفاد ي ع د

ػاصي چذا ش ثد اص واسايي تااليي تشخسداس وؼتذ. ي زاصي دس صو Microsoftيلالم

Emulatorي اوؼي ؼاد فاسػي و 1

: 5 فصل

هسال ضرح: پجنفصل

فصل پنجن: ضرح

هساله

هقدهه -5-1

14

هقذه -5-1

ػااص يزااص اػاتفاد اػاا يفا دس اي فل ت ظس رـخوق ـىالم اكي ااي ي دس ػوؼات

ػااصي دس واستشدااي ػاي پاشداصؽ تاا اي زاصي پشداصؽ تا واسايي تاال ت تشسػي ااع ختم سؽ

اص اش سؽ رشي اظشا اؿو زاصي ايي اص ش پشداخت. تشاي اي ظس وخاواسايي تاال

سا سد اسصياتي وال دس لثا چذ سد تفام اص واستشداي پشداصؽ تا واسايي تاال لاشاس خااو داد

راشي سؽ تاشاي الذا ت ؿاػايي وي ـىالم چو اتخاب يه سؽ ت ػا اػاة ػيغ

.پشداخت وخاي پشداصؽ تا واسايي تاال ا ؼتوػاػا ت

رش ػؼي دس ؿاػايي دلوك في ـىالم خاو د و رش رضئي ازا آصايـام دلوكػيغ تا

ي تاشاي سفاغ ياا تثاد ساىااس ااذ تتااو تا اػتفاد اص ريو اسدي و ـاىالم سا راة ؿاذ

ئ دو.اي پشداصؽ تا واسايي تاال اسا ػاصي ت ػوؼت ي اؿي اص اي ـىالم دس اػا زاصيا ةوآػ

هاضيي هجازي در کارترداي پردازش تا هقايس کارايي ااع اظر -5-2

کارايي تاال

اي پاشداصؽ تاا وااسايي ػاصي ت ظس واستشد دس ػوؼت ت ظس اتخاب تتشي سؽ اتضاس زاصي

رشي اص اظش اؿو زاصي اص ش سؽ اص زاصي تاال، ش اص واستشدااي اي ػاصي سا تاا زػا

اي وال فاسؽ اص رضئوام تا آصاد صاا لشاس دادي. آص 1آص والپشداصؽ تا واسايي تاال سد

، ت تشسػي رضئوام ػىاشد 2خشد يا آصي مات پشداصذ. دس م ارا واس واستشداي سد ظش ي

ارشاي ا هؼوت اسرثاام ؿثى حافظحافظ، رؼذاد رؼين كفيام لشف ػوؼت اذ وضا

پشداصذ. واستشداي سد ظش ي

تا ػاا VMWare( 1ايي و تاشاي آصا دس ظاش شفتا ؿاذذ ؿاا: اظش اؿو زاصي

راشي اياذ اص تا ػاا اش Xen( 2ػاصي و ػوؼت، اي زاصيساىاسرشي ايذ اص ش

ااي ساىاسراشي اياذ اص ت ػاا اش OpenVZ( 3اصي تخـي اص ػوؼت، ػ اي زاصيساىاس

ػاصي دس ػ زاصي ػوؼات ااي تا ػاا ياه ا اش اص رشوواة سؽ UML( 4، ػاا

Macro Benchmarkؼاد فاسػي ػثاسم اوؼي 1 Micro Benchmarkؼاد فاسػي ػثاسم اوؼي 2

فصل پنجن: ضرح

هساله

هاضين هجازي در قايسه کارايي انىاع ناظره -5-2

کاربردهاي پردازش با کارايي باال

15

.ػا ػوؼتػاصي دس ػ ػاصي و ػوؼت زاصي زاصي

ي الص ت روش اػت و ، ػاصي زاصي پوؾدس سد سؽ افاضاسي اش ؿاذ دس مااالم اش

اثت، .ثدلات دػتشػي ، تشاي اسذ يػاص يزاص ؾوپ يا شيض دو ػي شرثي ي ت فتا

ػاصي تخـي اص ػوؼات زاصي ييواسايمما شاحا ثذع اي سؽ، واسايي پوؾ زاصي ػاصي اص

(Xen )ػااصي تخـاي اص ػوؼات دس زااصي شاي راـاوي راذ رذياذي راذي تا اػت يرش پايو

.[18-16] واستشداي پشداصؽ تا واسايي تاال تاؿذ

اايي كاشفا ساىاسافضاس، ؼتم اص اظش اؿاو زااصي وا ػاصي تا وه ػخت اي زاصي سؽ

افاسق خاذ تاد، اي آصايـاام كاسم ع آ دس اي زا غوذ لوا افضاسي ؼتذ، ػ ي ش

ػاصي و ػوؼت رشي ؼثت ت سؽ زاصي دذ و اي سؽ ت س وي واسايي پايو شفت ـا ي

راذ رذيذي راذي تاشاي راايضي ؿاذ تاا تاتشاي ي .[19]ػاصي تخـي اص ػوؼت داسد زاصي

ػاصي تخـي اص ػوؼت دس واستشداي پشداصؽ تا واسايي تااال تاؿاذ ػاصي و ػوؼت يا زاصي زاصي

ػاصد. سا دچاس خذؿ ي ضاسؽ ؿذتايذ ،آ دس اسصياتيداد ػذ ؿشوت

ػاصي واستشداي ش دس پشداصؽ تا وااسايي تشاي اتخاب تؼتش آص اػة رت تشسػي ؿثو

ختام ااي تاال، تؼات آصا واال HPCC، [21] Linpack، [22] HPL [20] اص را1 [23-25]

NPBاص يلاالم ػااصا فواايي NPBتؼات آصا واال اص اي وا، .ي لشاس شفتذتشسػسد 2

رع ، ت رت فشااي )اػا( آشيىا راد ياا زػ آصا اػاتمثا وچا ،دس ايا تؼات

ؿاذ اي اصي رصياغ واسايي يوي ياتيدس اسصوال آص ي تؼت يااص [31-26] يمما تشرؼت

سد اػتفاد لشاس آص والافضاسي ت ػا تؼت ش اي پشداصؽ تا واسايي تاال، اذ ػوؼت .داديا

خاو پشداخت. آص والدس ادا ت ؿش ختلشي دس خلف اي تؼتش

آزهى کالىافساري تست رم -5-2-1

ا رع آص تا رر ت لاتوت ػاي يمماا دس ػايات NPBي ااي واال راد دس تؼات

ػاصي ؿذ دس واستشداي اي زاصي اي وال ػوؼت ي پشداصؽ تا واسايي تاال، رت ازا آص صو

High Performance Linpackؼاد فاسػي ػثاسم اوؼي 1 اػت. NASA Advanced Supercomputingوض خد خفم ػثاسم NASو NAS Parallel Benchmarkخفم ػثاسم اوؼي 2

فصل پنجن: ضرح

هساله

هاضين هجازي در هقايسه کارايي انىاع ناظر -5-2

کاربردهاي پردازش با کارايي باال

16

ايا تخاؾ تا تواا ختلاشي دس خلاف واو. دس پشداصؽ تا واسايي تاال، اص اي تؼت اػاتفاد اي

اي اي تؼت خاو پشداخت. يظي

داذ وا ـا اي B, A Cسا دس ػ والع NPB آص والاتؼاد ؼائ ختم (1-5رذ )

ياتذ. ا افضايؾ ي اتؼاد ؼائ ت رشروة والع

NPB آص والاي ختم اص س والعاتؼاد ؼائ رد د ( 1-5) رذ

Cکالس Bکالس Aکالس آزهى

EP 228 230 232

MG 2563 2563 5123

CG 14000 75000 150000

FT 2563 × 128 2563 × 512 5123

IS 223 225 227

LU 643 1023 1623

BT 643 1023 1623

SP 643 1023 1623

آزهى کالىتستر -5-2-2

غ ؿاذ اشا تاا يا رص يافضاس ه تؼتش ػختيؼت، وػ ييآص وال ت ظس رؼت واسا يرت ارشا

.يپشداص ي ا آو تخؾ ت رهي ؿذ و دس اواص روسد يافضاسا ش

: 6 فصل

يطاديپ راكار: ضطنفصل

فصل ضطن: راهکار

پيطنهادي

هقدهه -6-1

11

هقذه -6-1

لثي، يا ي پشداصؽ تا واسايي تاال دس تخؾا ؼتوػ دسػاصي زاصي اػتفاد اصپغ اص تشسػي ـىالم

ػاصي رت اػتفاد دس واستشداي پشداصؽ رت تثد واسايي زاصي يياساىاسي دس اي فل ت اسائ

ت اس خالكا ؿاا ،واسايي تاالػاصي تا سيىشد پشداصؽ تا . ـىالم زاصييپشداص يتا واسايي تاال

افت واسايي دس واستشداي تا شخ سدي/خشري تاال تد. تا رر ت اوت رصياغ ؿاذ ااي ي ػوؼات

پشداصؽ تا واسايي تاال واص ت تشلشاسي اسرثاى اص شيك ؿثى، اي افت واسايي دس واستشداي پاشداصؽ تاا

واال يؼع خاذ تد.واسايي تاال تا وضا اسرثاى صياد،

ػااصي اي زاصي ( و تتشي واسايي سا دس وا ديش سؽXenاظش اؿو زاصي سد اػتفاد )

اص ؿثى ؼثت ا االػام تؼتداسا اػت، داساي زسدي لات لث اا راخوش صياد دس اسػا دسيافت

ا، ػذ ياا يي تاال اػت. ػت اي اش دس اي راسي سد اػتفاد دس پشداصؽ تا واسا ت ػوؼت

ايا ؛سيىشد پشداصؽ تا واسايي تاال دس ؼاسي ذيشيت سدي/خشري اظش اؿو زااصي اػات ؿذ

ػاشتاس پغ اص آ، ي دس مات تا خا افضايؾ لاتوت اوا داسد را واسايي تاال. ىشديسؼاسي توـتش

ي ػاصواس ذيشيت سدي/خشري ـاىالم تؼاذي سا راة اي شاي تواؿي اص ػذ شاحي ار

( ػشتاس پشداصؿي دس ؼت 1ؿد. اي ـىالم ت س ػذ اؿي اص ػوؼات ( 2داا واا، ػاا

( 4( ػشتاس پشداصؿي دس اظش اؿاو زااصي، 3دا شداذ، ػا ػوؼتػشتاس پشداصؿي دس ؼت

دس وچا ااي واا اػات. دا ػشتاس پشداصؿي دس سؽ اتما االػام وا دا شداذ

ػاصي، ووغ تشاي واستشداي زاصي ػا ػوؼتتا پوـاد ػفاسؿي وشد ، 3-2-6تخؾ ادا دس

ت دس يا دس ا سايي و ػوؼت و ت اذاف پشداصؽ تا واسايي تاال خاو داؿات. ػؼي دس افضايؾ وا

پشداخت.وخا يـادوساىاس پ يػاص ادودس خلف پ يختلش ي ت اسائ 3-6تخؾ

: 7 فصل

ارزياتي: فتنفصل

فصل هفتن:

ارزيابي

هقدهه -1-1

22

هقذه -1-1

ػاصي آسي زاصي پوـادي رت تثد واسايي سدي/خشري دس ف ساىاسدس اي فل ت اسصياتي

اي پشداصؽ تا ػاصي دس ػوؼت آسي زاصي سػاذ واسايي آ دس ػ لات لثي رت اػتفاد اص ف

تشاي تشسػي دلواك ـاىالم 6فل اي آصي ـات تا آ چ دس واسايي تاال اػت. دس اي فل سؽ

ااي پوـاادي سا تا وشي تاايذ آصا حاكا اص سؽ اػتفاد دي سا ت واس يػاصي زاصي

اي پشداصؽ تاا اي شػ دس ػوؼت سؽ تاػاصي لثي وض اي زاصيساىاسكسم رضء ت رضء تا

ثاا اسائا ؿاذ سا دس ل ساىااس وچا اايو. ػاصي( مايؼا اي واسايي تاال )ووغ تذ زاصي

اسائ ؿاذ دس ساىاسدو را اىا اػتفاد اص لشاس ي آص والواستشداي پشداصؽ تا واسايي تاال سد

اي پشداصؽ تا واسايي تاال تذ افت يؼع واسايي سد تشسػي لشاس وشد دس ايت ـخق ػوؼت

صؽ تا واسايي تاال رد داسد يا خوش.اي پشدا ػاصي دس ػوؼت آسي زاصي ؿد و اىا اػتفاد اص ف

آزهى کالى -1-2

پوـادي دس لثا واستشداي پشداصؽ تاا وااسايي تااال واض تا ساىاسدس اي تخؾ ت آصد واسايي

Cسا تشاي ؼائ والع NPB آص والتايذ (1-7ؿى ) پزيشي آ خاو پشداخت. اسصياتي مواع

ؿاى ي . تا ـااذ دذ يپوـادي، اظش اؿو زاصي اػتاذاسد ووغ پاي ـا ساىاستشاي

اػتاذاسد واال ـخق اػت Xenپوـادي ؼثت ت اظش اؿو زاصي ساىاسافضايؾ واسايي (7-1)

اي پشداصؽ تا واسايي ؼ سد اػتفاد دس ػوؼت ػا ػوؼتووغ پاي ) تا تايذ تؼواس ـات

اي ازا شفت ػىشد لات لثي دس ػ آص ػاصي پوـادي شا تا تو ىاسساتاال( ؿذ اػت.

CG, FT IS و دس اظش اؿو زاصي اػتاذاسد دچاس چاؾ ؿذ تدذ، اص خد ـا داد و داساي ،

2 تاش اص واا راا آص ي دس واوت س يـادوپ ساىاس شخ تااليي سدي/خشري تدذ.

ػا آصا تاا يدسكذ تشا 5/3 حذد( پشداصؽ تا واسايي تاالؼت و )ػيوغ پاو ييدسكذ افت واسا

.ؿذ اػتسا رة ييتاال افت واسا سدي/خشريشخ

فصل هفتن:

ارزيابي

آزهىن کالن -1-2

21

ػاصي تو يؼاس ػاختاس شوورغپغ اص آص والرؼت تايذ ( 1-7) ؿى

ـااد وپ ساىااس پزيشي اػة دس ايت رت اوا اص اػتفاد ااي پاشداصؽ تاا ي دس ػوؼات

پزيشي وض رػي واسايي تاال يه آص رؼت مواع تاايذ حاكا دس ازاا داد NPB آص واال

سا تش NPB آص والپوـادي سا تشسػي خاو د. تشاي اي ظس ساىاسپزيشي خلف مواع

16 8، 4، 2سي يه ػوؼت رصيغ ؿذ تا پوـاادي ساىااس ،پشداصذ تا اػتفاد اص ووغ پايا

ارشا خاو د تايذ افاضايؾ وااسايي سا تشسػاي خااو واشد. اػتاذاسد Xen اظش اؿو زاصي

Error! Reference source not found.دذ. پزيشي سا ـا ي تايذ حاك اص آص مواع

0.9

0.95

1

1.05

1.1

1.15

1.2

EP MG CG FT IS LU BT SP

ىه

آزم

وا ات

ىها

ت زسث

Linux

Xen D0

OurApr

: 8 فصل

يآت ي کارا گيري تيج: طتنفصل

گيري کاراي آتي فصل طتن: تيج

گيري نتيجه -8-1

23

يريگ جيت -8-1

اي پشداصؽ تاا وااسايي ػاصي ت ػوؼت اػا زاصي ،ا اي پاياك ضاسؽ ؿذ دس وريمذف ا دس

ػاصي اػاتفاد آسي زاصي و اص ف تد پشداصؽ تا واسايي تاال )خؿ( شيپز اعومتاال ايزاد يه تؼتش

رااذ اي ،آسد اي و تا اسغاا اي ػاصي ضاياي يظ آسي زاصي چشا و ؼتمذ تدي ف ،وذ ي

ض وا تاش وااسايي آ يحتا اي پشداصؽ تا واسايي تاال سا شرفغ د ا ـىالم ػتي ػوؼت چاؾ

اي پشداصؽ تا وااسايي تااال پاشداختو اي ش دس ػوؼت توافضايذ. تشاي اي ظس ت تشسػي چاؾ

اي يه واص پوؾپشداخت ػاصي ادتوام زاصي يتشسػا سا ـخق دي. ػيغ ت رشي چاؾ اكي

ػااصي ااي ختام زااصي ػاصي، سؽ زاصي يتشاا ػاصي، ـىالم پشداصذ ات زاصيػوؼت ل

ػااصي دس سا تشسػاي ادي. پاغ اص آ تا تشسػاي اتؼااد اػاتفاد اص زااصي ا ي آ اي يظ لاتوت

تشاي اي ظس واستشداي زااصي .اي پشداصؽ تا واسايي تاال پشداختو ػوؼت ااي ػااصي دس ػوؼات

ػايغ ،يسد اؼ لشاس دادراذ تاحش ػاصد سا تشؿشد ايي سا و ي پشداصؽ تا واسايي تاال چاؾ

يتشسػا اي پشداصؽ تا واسايي تااال راة ؿاد سا ػاصي دس ػوؼت ايي سا و اػتفاد اص زاصي چاؾ

دي.

وااسايي تااال اتؼااد رفواك ايا د اي پشداصؽ تاا ػاصي ػوؼت ي ادتوام زاصي پغ اص اؼ

ػااصي دس واستشدااي تاا آسي زاصي سا و ت ف ، تؼوا كؼتي ،آسي، واسا ريمومام داـاي ف

اي پاشداصؽ ػاصي دس ػوؼت و ت اػتفاد اص زاصيسا واسايي تاال پشداخت تدذ وض ؼذد واسايي

ذ اص ظش زساذي.تا واسايي تاال ثادسم سصيذ تد

اي پشداصؽ تا واسايي تااال، ػاصي ت ػوؼت تشاي ـخق ؿذ دلوك اتؼاد ـىالم اػا زاصي

ػاصي دس واستشداي پشداصؽ تا وااسايي تااال ازاا اي زاصي رت رؼت واسايي ااع سؽ ييا آص

ااي پاشداصؽ تاا اي اػتفاد دس ػوؼتػاصي تش اي رد زاصي دادي و ـا اص واسايي پايو سؽ

رش رت پي تاشد تا داليا اكاي ايا افات وااسايي اي دلوك واسايي تاال داؿت. پغ اص آ ت تشسػي

ا اؿىاايي رت اكال اي ساىاسپشداختو دس شاح تؼذ ػؼي دس اسائ آسي تثد وااسايي فا

واسايي اػاة رمشيثاا ـاات تاا ،ياتياسص تايذ ،پوـادي ساىاسػاصي دي. پغ اص اسصياتي زاصي

اا چاو ـاا اص ؼا سا ـاا داداذ. تاايذ اسصيااتي يااي پاشداصؽ تاا وااسايي تااال ػوؼت

ؼا ياي پشداصؽ تا واسايي تااال پوـادي واال لات لواع تا ػوؼت ساىاسپزيشي تاالي مواع

آسي زاصي را فاسؽ اص شاي ؼثت ت افت واسايي، اص ف ي تاتشايداؿتذ. ااي ػااصي دس ػوؼات

گيري کاراي آتي فصل طتن: تيج

کارهاي آتي -8-2

24

وا اػات دياش تاام ااي دس حاي و ػوؼت رذيذ داساي لاتوت ،پشداصؽ تا واسايي تاال تش رؼت

ا يش تدذ. اي ػتي پوـو اص اي راذي ػوؼت ت اسغا آسد يػاص يزاص يآس ف

ػااصي آسي زااصي ت س خالك، دس اي پشط يه تؼتش پشداصؽ تا واسايي تاال )خؿ( و اص فا

ػاصي تاػج افت وااسايي يؼاع ريذ اسائ دي و زاصي تشاي فشا ػاخت يوي ارشا تش ي

ػااصي تاذ زااصي ي پاي ياي تؼتش ـذ واسايي آ رمشيثا ؼاد تا ػوؼت پشداصؽ تا واسايي تاال

ضايااي دػاتواتي تا ،اص اشف دياش تشخسداس اػت. پزيشي اػثي مواعؼت و ػياچو ،اػت

( 1ااذ آسد، اي تا مواع تضسي ت اسغاا اي ػاصي تشاي ػوؼت آسي زاصي تؼواس ديشي و ف

رش، ػشيغ ذيشيت ذاسي واسآذرش، آػا رش وا 3اوات توـاتش، ( 2راش، ضيا پازيشي، ( اواا

،( تثد دس سذ روذ ػوؼت واستشدا4 پزيشي خاي تاالرش، پزيشي ري پزيشي، اػتفاد دػتشع

.ا لات تشسػي اػت وض دس تؼتش پشداصؽ تا واسايي تاالي پوـاد ؿذ دس اي پايا

يآت يکارا -8-2

پشداصؽ يا ؼتو اػتفاد حشرش اص آ دس ػ آسي زاصي ػاصي ف يي واس تثد واسايا ي دس ادا

يا ؼتوو اشص دس ػ سا اي چذؼت يا پشداصذ يرا اػتفاد اص اىاام پشداصؿ ي ،تا واسايي تاال

سا يػااص يزااص ياا اذ، سا سد ذف لشاس داد سؽ ذ ؿذياس ساوتؼ پشداصؽ تا واسايي تاال يؼ

لاتا يتاا ؼااس يياا تاا سد پشداصاذ وك داد. چورث ي را پشداصؿي اص اواػتفاد ت يتشا

ػااصي زاصي يياتذ واسايراذ واؾ ي اظش اؿو زاصي يا توفؼا ي ، تخؾ ػذػاصي زاصي

ؾ ي، احش افاضا يفؼ ػاصي زاصي يا ؼتورػي شاحا ػ يت وافيتا رر ت ػذ ػا اثت ،اتذيتثد

ياا سؽ ييراة افات وااسا يحتا ييؼات دس ؿاشا وـاخق اا وااال پشداصاذ يا ا ييواسا

يا اص ا ػااصي زااصي ياا وؿا يش دس شاحا وورا تا رغ يؿذ. دس ادا يض و يفؼ ػاصي زاصي

وچا .ػد رؼات اػت افضاس فشا آذ اىاام و دس ػ ػخت اع يا اص ا يتؼاذ ياا ؼا

تش راذ ياذ لشاس داد ررسا سد سدي/خشري ػاصي زاصيحافظ ػاصي زاصيا و پشداصذ

تثد تخـذ.آ سا زاؿت ش وا راح ؼتوػ ايض دس وچاؾ تشا ي د ميا ييواسا

ااذ، ش ؿاذ وا اس اسصا فشاوشا تؼا وا رش، و اخ ـشفتو پ ؿذرش ي واسم ؿثى يا تا رد ساتي

ااذ راد ياىاار ترا ياص ر ك داد. وا رث آ ي ظياىاام تاسا يـادورا سؽ پ ي

يشيپز چذ كم اتما، تشا دس ػا ياا، فاشا ػااخت ساتاي شدااذ زااص پاشداصؽ تؼات

گيري کاراي آتي فصل طتن: تيج

کارهاي آتي -8-2

25

اس وشد و اؿافضاس ا دس ػ ػخت يت دػتشػيشي ذ ي تماهيچذا وافضاس، اىا اؿتشان ػخت

ذ.يزاد ايا زاصي ػاصي يا ؼتودس ػ سدي/خشري ييت واسايشيدس ي ذ يذ امالترا ي

يا تا تشخا اي پايدس ا يـادوسؽ پ يخا ، شدوسد رر لشاس ذرا يو يشيسد د

دس لثاا ساىااس يا اػات. سفتااس ا يزاص يا وچ ارشم اؿ يػاص يزاص ي ظي يا تولات

رش اارشم فاشا ػااخت وااسا الحظاام شد ولشاس يراذ سد تشسػ ي يزاص يا واتما اؿ

دس ظش شفت ؿد. يزاص يا واؿ

اصذ ازا اااع و ا، اي پاياسائ ؿذ دس ا يپشداصؽ تا واسايي تاال ي ؿذ ي تؼتش زاصوچ

و اص يؼ يپشداصؽ تا واسايي تاال يا ؼتوػ ياػت و تش س ييا يػاص وشام توو، رغا يتشسػ

س د 1ت اػواا يشياذ ياا وراا ؿا يشد. ت ػا خا و يكسم وذ ياػتفاد يػاص يزاص

يػااص يصا تا تثد ػفاسؿا لشاس داد ؼت سا سد ذف وػ الحظاام يتا تشسػا ،خاذام آ

ض پشداخت.و پشداصؽ تا واسايي تاال ي ؿذ يػاص يزاص يا ؼتودس ػ ،اػتفاد اص آ

Membership Managementؼاد فاسػي ػثاسم اوؼي 1

هراجع

هراجع

27

هراجع

[1] G. Bell, and J. Gray, “What's next in high-performance computing?,” Commun.

ACM, vol. 45, no. 2, pp. 91-95, 2002.

[2] R. J. Creasy, “The Origin of the VM/370 Time-Sharing System,” IBM Journal of

Research and Development, vol. 25, no. 5, 1981.

[3] J. E. Smith, and R. Nair, “The Architecture of Virtual Machines,” COMPUTER,

vol. 38, no. 5, pp. 32-38, 2005.

[4] S. T. King, G. W. Dunlap, and P. M. Chen, “Operating system support for virtual

machines,” in USENIX Annual Technical Conference, San Antonio, Texas, 2003.

[5] R. Buyya, High Performance Cluster Computing: Architectures and Systems:

Prentice Hall PTR, 1999.

ا پيست

22

اه اگليسي ت فارسي پيست الف: اش

کلو اگليسي دل ت فارسياهع

ABI - Application Binary Interface ساتي دديي واستشد

Access دػتشػي

Active فؼا

Address Space فواي حافظ

Administration ذاسي

Alignment رشاصي

API – Application Programming Interface يؼي ساتي تشا

Asynchronous اا

Availability پزيشي دػتشع

Bidirectional دػي

Binary دديي

Bottleneck ا

Bridge پ

BT - Binary Translation رشر دديي

Buffer وش حافظ وا

Cache Miss ي ا حافظ خاي

Checkpoint م اسػي

Cloud Computing پشداصؽ اتشي

Compatibility ػاصاسي

Compile رشر

Computer Cluster ي وايورشي خؿ

Consistence ػاصاس

Consolidation ادغا

Customize ؿذ ػفاسؿي

Dangling Pointer ش ػششدا اؿاس

Debugging صدائي اؿىا

Defragment ػاصي يىياسچ

De-privilegation حمق ارشا صدايي

Device ػو راثي

32

اه فارسي ت اگليسي پيست ب: اش

هعادل ت اگليسي کلو فارسي

Superpage اتشكفي

Supercomputer اتشوايورش

Resume ادا

Consolidation ادغا

Restart وشياصػش

Macro Benchmark آص وال

Dangling Pointer ش ػششدا اؿاس

Time Sharing اؿتشان صاي

Debugging صدائي اؿىا

Kernel Object اؿواء ػ ؼت

Reliability پزيشي اوا

Replication افض

Transmit اتما

Isolation ايض وشد

DOS - Denial of Service اىاس خذام

Partitioning تذي تخؾ

On Demand تشحؼة رماها

Offline خي تش

Packet تؼت

Real Time تالدس

Netfilter - Network Filter ش ؿثى پااليؾ

Persistence پايا

Cloud Computing پشداصؽ اتشي

HPC - High Performance Computing پشداصؽ تا واسايي تاال

Bridge پ

Kernel Module پوا ؼت

Latency راخوش

Pinning رخثوت

Fault Tolerant پزيش خا ري