时间：2023-03-07 15:02:47
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关键词：实时；集群；拓扑结构；并行处理
中图分类号：TP338 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 16-0000-01
20世纪八十年代，并行处理概念的提出极大的冲击了计算机性能取决于CPU处理效率的观点。随着计算机技术和网络技术的发展，利用并行处理概念，将互联网中的PC机或是工作站连接起来就构成了集群计算机系统。如何利用并行处理来实现高计算能力实时集群计算系统的开发，同时推动系统的普及化、商品化，诸多研究已经针对这一课题展开。
一、实时集群计算机系统概述
集群计算机是在系统软件的基础之上，统一处理网络内的各个PC机、工作站、计算节点等，从而实现系统的高效性。实时集群计算机又区别于一般的集群系统，除了通常所要求的计算能力，还强调对系统的实时反应性能。
为实现系统的高效性和实时性，系统在功能、硬件、软件方面都有一定的要求。
系统通信将信息预处理成一定的格式，随后向系统中的每个节点通过广播的形式发送。同时，控制中心实时监测各个节点的动态负载、运行情况，并以此为基础信息制定各个节点的任务。计算机进程通过对任务分配的分析，分配各个节点的任务。节点在完成对任务数据的检验后进行任务，随后将结果汇至数据库。这一过程，通过平衡软件来协调控制各个节点。
系统的基本硬件由控制节点、计算机、通信节点、数据库、等组成，这些基本硬件通过高速的网络连接而成，以保证信息传递和数据互换。要实现系统的实时性，通过计算可知，要求系统通过千兆光纤以太网交换机连接。同时，平衡软件的设计，合理的分配各个单元的任务进程、先进的网络拓扑结构对于性能的提高都是必不可少的。当然，系统内外的防火墙、性能良好的硬件设备等也是必不可缺的。
系统的软件包括软件平台中的操作系统、软件开发工具，通信协议、系统映像、并行技术应用软件等，系统的高效性都依赖于软件的设计与开发。
二、实时集群计算机系统研究
（一）系统的网络结构
系统采用以太网网络结构，有着成本低、可扩展性好、性能好的特点。但是由于以太网网络自身的局限性，不能为数据的实时传输提供保障。所以合理的设计网络拓扑结构显得举足轻重。随着网络的扩展，规模的扩大，非用户数据在传输链路上所占的比重会不断的增大，传输的时间和带宽都相应提升，这就对网络的结构提出了要求。本系统采用VLAN技术，整个系统被划分为四个VLAN段：VLAN-A集群计算机A和管理员终端、VLAN-B集群计算机B和管理员终端、VLAN-C控制台显示终端、VLAN-D程序员终端。VLAN-D可以维护和管理系统中的任何一个节点。
（二）系统关键技术
实时集群计算机系统的开发的核心就在于关键技术的应用，从而实现并行概念的融入，实现系统的高效性和实时性。包括系统的可用设计、可扩展设计、并行模型设计、负载均衡技术实现、系统可靠性设计等，本文就几个核心技术做出介绍。
其中，最为重要的是并行计算模式的设计，在实时集群计算机系统中采用BSP模型，如图1所示，BSP模型相交其他模型而言能够适应更多的并行计算机构。
负载平衡也是实现系统实时性的一个至关重要的问题。如何将任务合理分配到各个计算节点，实现并行处理，达到计算资源的最高实时利用，这就是负载均衡技术需要解决的问题。为实现此目的，采用全局集中控制、实时动态调整的机制，通过任务分配表的形式来实现。以调度算法为核心，实现任务分配和任务调度。
三、实时集群计算机系统应用
实时集群计算机系统以其高效的计算能力和实时的反应能够解决一些容量较大，计算量巨大的问题。系统的应用对于解决社会经济等诸多领域的问题，提高效率、节约工作时间、减少不必要的成本支出等方面都有着重要的意义。近年来，集群计算机的出现取代了一直以来传统巨型机的应用限制，越来越呈现网络化的趋势，提供了一种并行处理系统可扩展的途径，使得社会中众多的重大问题能够通过此种方式解决。
系统应用已经在多个领域得到了应用，并有了良好的反馈。系统在大型的科学工程计算方面大有作为，同时，在非计算机的领域中，凭借其优良的可靠性、可用性、可操作性、可扩展性等，依然得到了很好的应用。以是石油地震数据处理为例来说明。在石油或是地震的实地探测中，生产的三维勘测数据要比一直以来的二维信息包含更多的信息，也能够更精确的、更全面的、更符合的反映低下情况。但是由于三维数据的计算量巨大，处理时间耗费过多而难以实现。实时集群计算机系统的出现就为这一问题提供了解决的方法。利用系统可以大大提高计算效率，很好的处理三维信息，圆满的解决这一问题。
总之，高计算性能的集群系统是当前研究的重要和热点课题，随着系统设备的商业化，实时集群计算机系统摆脱了以前的巨型化和高投入，一起高性能、高性价比、良好的扩展性等优点成为众多领域的新的高效的解决途径。同时系统的构建周期短、成本低、易于实现非常适合我国的实际，其研究与开发对于我国科学计算领域、商业数据处理领域等都有着深远的意义。
参考文献：
[1]王丽，白欣.实时集群系统设计与性能分析[J].计算机工程与应用，2007.
关键词：U盘量产；高校；计算机系统维护
一、U盘量产的含义及作用
U盘是USB盘的简称，同时U盘是闪存的一种，因此有时可能又被称作是闪盘。U盘不同于硬盘，U盘不需要物理驱动器，体积较小，随插随用，并且U盘的存储容量还远远大于软盘。U盘集磁盘存储技术、闪存技术及通用串行总线技术于一体，具有较多及较强大的功能。最初U盘是用来存储数据资料的，但经过长时间的发展及专业人士的努力，又赋予了U盘众多的功能，如，加密U盘、启动U盘、杀毒U盘、测温U盘、音乐U盘等，每种U盘都有其独特的功能。由于U盘使用简单、存储容量较大、便于携带且功能强大、安全性较高，因此U盘被迅速普及开来并被普遍使用。对于U盘人们经常能够见到并且有所了解，但U盘量产却很少有人知道。顾名思义，U盘量产就是批量生产U盘的意思，实际上却是指批量对U盘的主控芯片改写数据，如容量信息、生产厂商的信息等。通过量产，能使U盘更具有独特性。U盘量产以后，具有以下几方面的好处：第一，使U盘具有修复功能。这里所说的修复并不是对U盘里存储的数据资料的修复，而是对U盘底部硬件信息的修复，通过修复能使硬件信息重新被电脑识别出来，修复U盘存在的问题；第二，能够对U盘进行分区，将U盘分成两个或多个区域；第三，使U盘具有启动功能，具有启动功能的U盘能够给电脑重新做系统；第四，使U盘具有加密功能，U盘量产能够在U盘里设置专门的加密区域，从而使U盘具备加密功能；第五，能够修改U盘的反馈信息，如U盘的信息提示灯闪烁频率等。根据以上几方面的功能，不难看出，量产U盘具有更多、更实用的功能。
二、U盘量产在高校计算机系统维护中的应用
随着教育的普及和互联网的普遍应用，在各大高校的教育教学课程当中，更多的开始使用计算机教学或者学习，计算机在高校内的普及程度及使用率越来越高，但在使用计算机的过程当中，对计算机系统进行维护或者重新安装计算机操作系统都是必不可少的。而传统的计算机系统维护较为麻烦，程序繁杂、操作较难并且还需要具有光盘、光驱等设备，面对高校内数量较多的计算机，传统的计算机系统维护手段显然不适用。因此，对于高校计算机系统的维护需要另外一种更高效、更简单方便的方法，而利用U盘就能够较好的解决这一问题。使用量产工具生产出来的U盘，由于具有良好的兼容性和通用性，对于不同模式的电脑均能进行系统维护，极大的方便了高校计算机系统的维护。在高校计算机系统的维护中，U盘量产能够对高校内不同用途的电脑进行系统维护：第一，对高校内办公电脑进行系统维护。高校内的办公电脑一般供教师办公使用，但大部分教师缺乏专业的计算机知识，只会利用计算机进行简单的操作，并不懂得如何对计算机系统进行维护，给计算机的使用增加了一定负担或者由于计算机系统维护的不及时而使系统无法更新从而影响使用。利用量产U盘可较好的解决这一问题，利用量产U盘维护办公电脑的操作简单、时间短，能够极大的提高工作效率。第二，对笔记本电脑的系统维护。在高校校园内，高职学生大多使用笔记本进行学习、娱乐等并且随着人们生活条件的提高，拥有笔记本电脑的学生越来越多，因此，对笔记本进行系统维护也是大多数高职学生的需求。在对笔记本电脑进行系统维护的过程中最大的问题就是笔记本电脑并没有光驱，传统的计算机维护手段并不能解决这一问题，而利用量产U盘能够给笔记本系统的维护带来极大的方便。第三，能够对大型计算机考试安装系统。在高校内，计算机考试是经常用到的考试方式，如普通话考试、计算机水平测试等，而这些测试都是基于安装考试系统的基础上进行的。由于考试的客户端、服务器、电脑机型、系统等都不一样，因此安装考试系统也是一件极为复杂的事情。而利用量产U盘安装考试系统能够较好的打破其中的限制，从而利用更短的时间更好的完成工作。
[关键词]：计算机系统 物资管理 信息管理 应用
一、引言
随着时代的进步，社会经济的发展，计算机在生产生活中的应用在我国越来越普遍。特别是改革开放之后，我国计算机系统的应用领域不断扩展，水平不断提高。计算机系统应用已深入到科学技术、生产管理、社会生活等的方方面面。在物资管理方面，计算机系统的应用和它所发挥的重要作用，是物资管理上的重大变革。计算机系统打破了传统的方式，减少不必要的中间环节，提高了物资管理的效益，与此同时也为决策者提供了科学依据和方法，但在应用过程中也发现了存在的一些新问题。
物资管理是企业经营管理中必不可少的组成部分，提高和加强物资管理，对于促进企业经济效益，社会效益的提高，产品质量的提高，企业市场竞争力的增强等方面都具有重要意义。
物资管理的目的是，降低企业的生产成本，提高产品质量，加速企业资金周转，使企业获得更大的利润，增强市场竞争力。物资管理的主要目标一个是是研究在物资资源、人力、物力、财力条件下，如何最大限度的满足国民经济的需要；另一个是在保证物资供应的前提下，如何最大限度地降低费用，养活资金占用。
计算机系统的特点是能进行精确、快速的计算和判断，而且通用性好，使用容易，还能联成网络。丰富的高性能软件及智能化的人机接口，大大方便了使用。多个计算机系统能超越地理界限，借助通信网络，共享远程信息与软件资源。
二、计算机系统在物资管理中的应用在一下几个方面
1.数值计算
计算机的特点之一是适用于大量的数字运算。利用计算机系统进行数值运算，可以节省相当大的人力资源和实践。在物资管理方面，物资管理的数学计算量十分庞大和复杂。利用计算机系统进行运算，可以有效解决物资管理上的数学计算量问题，为使物资管理更上一个台阶创造了良好条件。
2.数据处理
就是对数据（信息）进行分析加工、整合处理，并按照一定要求将某种数据转换成另一种数据的形式，也就是进行信息处理.这是现在计算机系统在物资管理应用中采用的最多的一种形式。在物资管理上存在着大量的数据资料，如物资的进货、销货、存货量及各种物资的型号、规格、数量等，而且在整个物资实体的运动过程中，还会产生一些各种各样新的信息。用人工方法处理这样浩繁的数据很难做到及时准确，而用计算机系统处理这些数据，就能做到速度快、精确度高，从而能交的幅度提高工作质量和效率。
3.自动控制
计算机能够根据物资管理上信息资料的变化产生相对应的修改命令，从而实现运作过程的自动控制，也可以减少手续和错误，降低成本，提高质量，加快物资和资金周转，实现仓库管理自动化。还可做到进货、供应的合理化分配，在最小库存量和最大供应量之间寻求最佳动态平衡，以获得最大经济收益和社会效益。如果把物资的名称、编号等信息输入计算机，再将入库、出库情况输入计算机，就能及时得到各种物资储存情况。如遇产品积压或短缺需要进货时，系统就会自动显示产品信息或打印这些产品的清单。除此之外，一些化学上的物资，不适合人工手工作业的，利用计算机系统自动控制就能解决这些问题。
由于受传统经济的影响，我国企业的物流管理模式存在一定问题。因此，创新企业物资管理模式，顺应时展的潮流，显得越来越重要。我国企业经过不断地研究探索，在企业物资的计划、采购、使用、储备等管理环节上取得了极大进展和成果。
企业通过计算机系统综合处理各部门提供的相关信息，合理安排企业在物资采购、销售、存储方面的行为，编排科学的、合理的物资管理计划。计划制订之后，由物资管理部门把计划落到实处，并进行相应的监督，通过召开定期的物资管理会议等形式，对物资管理计划在执行上进行合理监督，及时发现问题，及时解决。
比如，运用计算机系统控制管理的“自动化仓库”，使库存信息能够及时得到反馈。物资的入出库都由计算机自动记忆，它可以及时查对物资的存储情况，根据库存多少，合理安排进货、发货。企业一般存放仓库的物资没有安排固定的货位，但可以根据计算机系统的记忆功能，得到各物资具体的存储位置，及仓库的剩余存储面积和存储位置。物资储存现代化在一些西方发达国家已实现并以运用到生产实践中。
三、目前物资管理系统工程的研究可从以下几个方面入手
根据物资管理的特征，结合实际，归纳总结出一些科学的、合理的、有效的物资管理原则和方法，根据产品在市场上的流通情况，建立科学的物资流通机构和体系。
在物资管理的各个环节，如计划、储运、销售、保存等，根据运筹学和数学模型，进行科学合理分析。
积极推广，普及使用计算机建立信息网络，沟通生产、分配、出售和消费者之间的联系，科学合理地使用企业的资源、资金，达到用最少的人力、物力和财力去收获最大的经济利益、社会效益，增强整个企业的竞争力。
运用先进技术设备和科学方法开展综合性研究。即物资的节约利用、综合利用，物资储备定额研究，储存的科学化自动化，资金的合理运用.产品和材料等的研究。此外，还要把社会学、心理学、法学等学科有价值的成果运用过来，促进物资管理研究和应用朝科学的方向发展，以适应国民经济发展的需要。
四、结语
计算机系统不仅在物资管理中的应用在不断扩大，而且在生产生活各方面的应用都是与时俱进，不断发展的。所以，人们要重视计算机系统在生产生活中的应用，企业管理者要重视计算机系统在物资管理中的应用。企业管理者不仅要在政策上给予支持，在实践上给以资金支持，技术人员的技术支持，为计算机在物资管理中的应用创造更好的条件，使物资管理系统越来越向科学化方向发展。
参考文献：
关键词：计算机与计算机网络；动态优化；马尔可夫决策
中图分类号：TP393.0
目前，随着计算机系统与计算机网络在人们生活中的普遍使用，计算机网络以及计算机系统不断延伸拓展到社会各行各业中，计算机使用的广泛性，使得其业务数量与业务种类不停的增加[1]。数量与种类的不断增加，使得人们不得不开始思考如何在复杂的计算机网络中对有限的资源进行合理分配，已达到提高计算机网络运行效率的目的。在计算机网络运行的过程中，降低计算机网络运行的成本是亟需解决的问题。对资源和任务进行调度常常使用的理论是优化理论。从不同的维度对优化理论进行分类可以划分为动态优化和静态优化理论。由于静态优化理论在实际的运用过程中会存在较多的问题。因此，实际运用中常常使用动态优化理论。马可夫的决策过程（Markov Decision Process，MDP）是动态优化理论的基本模型[2]。随着计算机的广泛应用，计算机网络系统的资源管理方面会出现各种问题，而MDP模型的建立通常可以避免计算机网络“状态空间爆炸”的现象出现。MDP模型有效解决精确结算法中出现的各种问题。笔者通过本文，对此进行分析。
1 马尔可夫决策过程中动态模型的建立
1.1 马尔可夫的决策过程
马尔可夫基本的决策过程步骤主要包括以下几个步骤：首先具有一个描述性的状态集合S，通过这个描述状态的集合决策者可以在此集合内进行相关的行为，决策者在状态空间中的行为具有归为一个名为行为集合A。当然，决策者在对描述集合内进行的相关行为所产生的收益就可以命名为收益函数R。在整个马尔可夫决策的过程中，会逐渐产生一定关系记录决策者在描述状态下的转移过程，即状态转移关系SM。马尔可夫的决策过程是根据下一时刻的状态进行决策，而与系统的历史性无关。通常情况下，根据SM的性质可以将MDP分为随机的MDP和确定的MDP两类。确定的MDP在一定的状态随着行动的转移导致确定的状态转移。而随机的MDP不仅要根据当前状态下决策者的行为，还会受到一定的外部用随机变量W的影响。通常情况下，研究马尔可夫的决策过程，指的是随机MDP。其实在马尔可夫决策过程中，状态集合S到行为集合A中的一个映射被定义为π[3]。决策者根据π的具体情况来确定所需要的行为。在实际决策的过程中，典型的马尔可夫决策过程如下：首先，决策者观察所处的决策环境里面的状态S。其次，根据状态将进一步确定决策者的决策行为π，将该行为在系统中进行转换，然后再重复前面的步骤，就可以将马尔可夫的决策过程完成。随着马尔可夫系统的演进过程，其行为会产生一定的收益序列。将所获得MDP进行比较，将其转换成目标函数J，确定为一个确定的实数值。
1.2 马尔可夫决策过程的建模与分析
将马尔可夫决策理论运用于实际中，根据该理论建立相关的模型。其具体的运用操作包括以下几个方面。首先应当明确马尔可夫过程建模的目标。 在确定马尔可夫决策的过程中，根据受益目标的不同，运行系统的不同其导致的目标可能不同。即使是同一系统，由于研究角度的差异也会导致收益函数和目标函数的不同。以计算机网络为例，常见的目标函数有能量的消耗、延迟、分组丢失率以及节点吞吐量。随机的MDP，会带有期望的形式（E）的目标函数。期望函数中有限的马尔可夫决策过程和无限的马尔可夫决策过程形式分别表现为：
有限的马尔可夫决策形式：
无限的马尔可夫决策形式：
在系统运行的过程中，根据目标函数和各级函数的不同，其可以不断根据目标函数进行最大化和最小化进行变化[4]。通过相应的操作可以对马尔可夫进行相关的调整。其次，根据运行状态空间进一步确定决策的行为。在马尔可夫决策过程形成的过程中，系统的状态空间和决策行为空的有可能处于游离的状态。游离的状态下会在一定程度上占用无线电系统的空间。状态空间系统以及决策行为的确定可以为用户确定一定的取值范围。在对马尔可夫决策过程分析的过程中，对马尔可夫决策过程进行分类。根据不同的依据，马尔可夫可以分为几种不同的类型
2 马尔可夫决策过程的求解
在实际操作的过程中，马尔可夫的决策过程通常可以归类为两种：精确求解算法和近似求解算法。根据精确求算法可以满足用户在折优情形下用户的最优解。而近似求解法则是在一个系统中对资源和数据进行相关的调整以及建立相应的数据，满足用户的需求。这两种算法在实际的运用过程中，由于使用方式的不同，两种方法根据实际情况各存在不同的分类方法。用户根据自己的实际情况对其进行分类运用。
3 马尔可夫决策过程的应用
本文在对马尔可夫应用进行分析的过程中将一个可以修复的系统为例进行讲解。对该模型进行分析。
图1中的左半部分是一个可能正常工作、可能失效的随机子网，右半部分则为描述决策者的行为。包括对相关资源的分配。在MDPN的模型中，对相关的标记进行改良后可以获得改善的网络。该模型可以很好地处理系统中的对称性问题。缩小空间中问题。当前，基于对计算机系统以及计算机网络的研究和应用，分别对马尔可夫的相关理论展开分析，有利于计算机网络以及计算机的发展。将有关的理论运用其中，可以有效解决资源管理中的各项问题。
4 结束语
计算机系统与计算机网络中的资源和种类极其复杂，面对对计算机系统以及计算网络运用如此广泛的环境下，运用动态理论对系统进行建模，并对此进行求解，有助于计算机系统和计算机网络的发展。为计算机系统和计算机网络系统的研究提供了一个研究方向，将有利于我国科学技术的发展。
参考文献：
[1]林闯，万剑雄，向旭东，等.计算机系统与计算机网络中的动态优化：模型、求解与应用[J].计算机学报，2012（35）：20-22.
[2] Srivastava Rahul，Koksal Can Emre. Energy optimal trans-mission scheduling in wireless sensor networks. IEEE Trans-actions on Wireless Communications，2010（05）：1550-1560.
[3]王元卓，林闯，程学旗，方滨兴.基于随机博弈模型的网络攻防量化分析方法[J].计算机学报，2010（09）：1748-1762.
[4]林闯，王元卓，.基于随机博弈模型的网络安全评价与分析[J].计算机学报，2011（24）：12.
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关键词：集群；计算机系统；并行
中图分类号：TP338
1 引言
随着科学技术的不断发展，人们从观念中改变了对世界的认识，而计算机的普及，把人类推进了信息时代，加快了人类社会发展的步伐。今天，计算机已经与我们的日常生活紧密相联，而计算机技术的发展，更是越来越多的影响到我们人类的进步。
而社会的快速进步，对计算机的要求也变得越来越高，因此，就出现了很多巨型机或者是并行计算系统，但是带来的却是高成本，可以说，是用高成本换来的高性能。但是，集成系统的出现从根本上解决了这个尴尬的矛盾，通过把硬件与软件结合在一起，形成一种新的计算机系统，只不过对于用户而言，它还是一个单一的系统。根据应用的不同，集群系统可以分为两类：高可用集群和高性能集群。
2 集群计算机系统发展现状
自从集群计算机系统这个概念在20世纪90年代时提出后，其发展的十分迅速，而且已成为了国内外研究的热点，它是在服务器领域当中，已经是必不可少的一部分了。在集群系统当中，最为关键的一部分就是高性能的网络通信，如今的发展，硬件已经不是集群系统发展的瓶颈，现在影响集群之间通信的因素已经转变到了软件方面，因此，为了获得更好的传输带宽与更低的网络时延，就必须简化网络协议，降低数据之间来回传递的次数。用户层通信的出现，在集群系统当中得到了广泛使用，因为它的带来降低了系统对通信链路的影响，可以提供更高的带宽和更小的延迟，而数据的来回拷贝仍然限制着集群系统。近几年来，人们延续用户层通信的思想，提出了一种新的想法，即在集群系统的硬件上设置专门的高速链路和主机适配器，同时还带有很强大的存储资源以及运算能力，能够自主的完成一些通信操作；此外，为了解决拓扑结构当中相互通信的快捷问题，还引入了高速叫唤设备；不但在硬件上提出了众多改进方式，在软件方面也做出了许多努力，根据硬件固有的特点设计出了与之匹配的软件系统，为上层的应用提供了方便的接口，也实现了传统模式当中的TCP/IP通信的完美兼容。
3 集群计算机系统的关键技术及其应用
集群计算机系统是一种高效并行的处理系统，它以高速通信网络为媒介，按照一定的拓扑规则，将多台PC或者是工作站连接在一起，结合上并行程序以及人机交互界面，实现一定的功能。该系统实际上是由多台具有计算能力的计算机通过一定方式虚拟成一台具有更高计算能力的计算机。但是不同的集群系统其构成的难易程度也是不同的，因此，在设计集群系统时，就需要考虑如下几个关键技术：
3.1 可扩展性
集群系统需要满足不断增加的性能和功能的要求，因此，就需要具有可扩展的能力，这样才会降低系统资源的成本。一般地，可扩展能力包括资源可扩展性、应用可扩展性以及技术可扩展性这三个方面。在资源可扩展性当中，主要是指通过增加处理器的数量，添加磁盘、主存等存储部件或者是添加软件等方式，以此来得到更好的性能；在应用可扩展性当中，主要是针对并行计算机能力以及应用程序的扩展，即一个应用程序的运行情况会随着其系统的扩展能力的变化而变化；技术可扩展性，主要由异构可扩展性、代可扩展性以及空间可扩展性这三部分组成，主要是指技术在发生改变时，该系统对技术适应的一个程度情况。
3.2 可用性技术
在集群计算机系统当中，除了要考虑可扩展问题外，还要考虑它可用性，可用性当中包含着可靠性以及可维护性这两个内容。所谓可用性，就是系统的平均无故障时间，也就是系统正常运行的平均时间，而可维护性就是指用于修复系统时所花费的时间。因此，为了让系统的可用性提高，就必须要缩短系统的修复时间或者是增加系统平均无故障时间。而可用性技术主要似乎包括以下几点：（1）增加冗余设备，并且设备之间是相互独立的，这样当一个设备出现故障时，立马有其他备用设备顶上，可以继续提供服务，并且，设备与设备之间要相互隔离，这样才不会因为同一个原因而导致所有设备都出现故障；（2）故障接管，对于一些商用的集群来说，故障接管是最重要的，当一个部件出现问题时，可以采用技术手段利用多余的部件继续提供服务；（3）恢复技术，就是对于出现故障的部件，采取接管的方式，然后继续完成未完成的工作，恢复技术包含前向和后项两种。
3.3 高效率的通信方式
在集群计算机系统当中，通信子系统是最为重要的组成部分，它帮助各个结点之间进行信息传递，因此，就需要要有良好的通信效率和并行计算时的加速比。只要提高了结点之间数据通信的效率，就可以改善并行计算的加速比，进而提高整个系统的效率，传统方式中基本上都是以LAN为基础，然后采用TCP/IP协议进行通信，这种模式下的通信效率比较低，而且延迟严重，因此就提出了新型的高速网络―ATM、以太网等，增加带宽，而通信协议则采用更为简单的协议最为通信机制。
3.4 并行程序设计环境
在并行程序设计环境当中，主要包含以下几个：硬件平台、操作系统、编程语言、调试和性能分析工具等。在一个集群系统当中，各个结点之间的不同之处在于他们是否有共享的存储器，假如没有共享的存储器的话，那么消息的传递就需要依靠消息传递机制，因此，该机制就变成了进行并行程序设计时所要参考的标准；而如果具有共享存储器的话，那么在进行并行编程时，就需要将变量也共享了。
3.5 资源管理与负载均衡
集群计算机系统当中，如何管理资源以及对负载均衡，是比较重要的问题。在进行资源管理时，就需要在结点操作系统以及编程中加入集群操作系统，以此来解决资源调度的问题。而负载均衡问题，实质上就是调度算法的问题，通过均衡不同的任务，让不同的结点共同去处理这些任务，以此来提高各个结点的利用率和处理任务的效率。
例如，集群计算机系统应用到因特网服务器当中，通过将多个服务器连接起来，组建成一个具有高可用性的服务器系统，它可以完美的实现负载均衡、扩展以及容错等，这是传统因特网服务器所不能媲美的；并且，针对用户而言，他们仍然感觉是一个单一的服务器当中进行信息传递，因此，集群系统对用户完全是透明的；而对于一些请求信息，集群系统就需啊哟进行请求分配以及负载均衡策略，以此将用户的请求分配的最优的服务器当中进行处理，进而得到最佳的性能，提高整个集群系统的工作效率。
4 集群计算机系统的未来展望
随着科技的不断进步，集群计算机系统将会聚集越来越多的资源，通过将这些资源按照一种有效地方式进行开发和利用，就可以开发出超高性能的计算机系统，而对这些资源的如何利用，将变成为了集群系统发展的一个挑战，同时，如何降低集群系统的成本，充分利用好资源，是未来集群计算机所要考虑的最为关键的问题。
5 总结
集群计算机系统是当今社会中的一个热点和主流，具有很大的优势，如扩展能力强、高可用性以及高效率等，这些都降推动集群系统的发展与进步，相信在不久的将来，集群计算机系统将成为未来的超级计算机，成为未来高性能计算机的一个主角。
参考文献：
[1]黄恺，棣志伟.可扩展并行计算技术、结构与编程[M].北京：机械工业出版社，2009：298-331.
[2]邱纬民，汤志忠.计算机系统结构[M].北京：清华大学出版社，2008：541-555.
关键词：机动车辆；检测技术；计算机
中图分类号：U467.5文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2012）09－0024－02
随着汽车检测技术的发展，计算机控制系统在汽车综合性能检测站的应用也发展到了新的阶段。汽车检测标准也越来越严格，迫使汽车检测站由过去人工定性检测（主要手段是路试加外观检验）发展到半自动化检测（主要手段是检测设备，通过人工记录并计算分析检测数据，并对检测结果加以评判）再发展到目前计算机自动控制智能化检测（主要手段是通过计算机智能控制，自动采集数据并加以分析评判），这是一个不断探索和完善的过程，由于我国汽车检测技术起步较晚，加之一度汽车工业没有作为支柱产业，汽车保有量少，导致我国汽车检测技术发展较缓慢，不少地区严重缺少汽车检测专业技术人员，即使在科学技术高速发展的今天，由于从事汽车站计算机控制系统的单位良莠不齐，不少汽车检测站计算机控制系统仍存在许多不尽如人意的地方。
1机动车检测站检测监控系统介绍
根据前文所提相关管理部门的要求，并依据广东省交通厅的《广东省汽车综合性能检测站技术规范文件》的相关规定，为统一开发商开发的软件功能，主管部门提出对目前的联网检测站系统进行进一步完善或升级的有关要求，这对达到数据上传和监控实时性高的标准，为管理部门对机动车综合性能检测站监管提供先进的手段，进一步完善车辆技术档案，强化车辆的技术管理具有积极的促进作用。机动车检测监控系统总体示意图见图1。机动车检测监控系统需实现管理部门对检测现场的视频监控，它是整个检测监控系统的核心部分。视频监控将分为两部分，即机动车检测站端和主管部门端，可采用手动录像、定时录像和自动录像等多种方式进行图像记录。网络方案选择MPLSVPN，主要在不同地区的检测站与主管部门之间进行网络的无缝互联，构建安全、方便、管理灵活的私有专用网络。
2有关检测标准
随着科技的进步，我国颁布的车检方面的法规和标准，需要不断修订其内容、统一形式、进一步促进有关指标和限值的科学化、实用化，使法规和标准逐步成为神圣、庄严的执法依据，推动我国车检体制的发展。
《机动车运行安全技术条件》（GB7258－1997）于1998年1月1日执行，新标准内容更为全面、充实、具体。但贯彻执行中，相应的一些标准须尽快修订。中国机动车安全检测研究会在制订《中国机动车安全检测设备产品推荐目录》《机动车安全检测设备分类及代码》《机动车安全检测线电子计算机控制系统技术条件》等标准已取得实效。还有一些新法规标准有待制定，例如，“机动车检测设备报废标准”、全国统一规格的“检测结果记录单”、检测站审核及人员考核规定等等。制订执行更严格的排放和噪声的控制标准也势在必行。
机动车辆造成的两大公害：一是废气排放，二是噪声。发动机污染物排放在一些发达国家要求相当严格，近年来我国已越来越注意到环保的重要性，一些城市已开始强制使用无铅汽油，将来不同省份、不同城市都可能有不同要求。各国对汽车造成的城市噪声也很重视，有动态和静态测试的不同标准。我国强制执行静态方法检测、限值的国家标准已公布，但还远远不够。
3检测监控系统功能
3.1检测数据实时上传
利用检测监控系统，机动车综合性能检测站在车辆下线的同时，能立刻将车辆检测数据、项目判定结果、车辆上线图像以及上线、下线时间等信息上传到管理部门。
3.2机动车综合性能检测设备状态监控
管理部门可以实时查询机动车综合性能检测站检测设备的
状态和历史自检记录。
3.3机动车综合性能检测站内部管理信息上传
管理部门可以随时查询检测站的内部管理信息，包括检测站员工信息、检测站设备清单信息、设备维护检定信息以及控制系统维护信息等。
3.4机动车综合性能检测站检测现场视频监控
管理部门通过视频监控系统实时监控到检测现场的情况，并且可以通过自动、手动、定时等方式进行录像。
3.5机动车综合性能检测数据整合、统计和查询
管理部门可以对上传的检测数据进行统计查询，并提供接口实现与其他系统的数据共享。
3.6监测系统功能
数据上传方式采用高效和稳定的分布式数据传输方式，如DCOM和Web Service，具体如下：①在检测车辆下线的同时，自动将数据上传到服务器，与检测站内的检测控制管理系统很好地结合在一起；②检测站内部信息的上传采用定时和抽查的方式，当内部信息出现变化时，主动将管理信息上传至管理部门服务器；③监控设备技术状态的准确性关系到检测数据上传的可靠性，检测站内部必须保存设备的日志，并将每天的开机日志主动上传至管理部门，以便管理部门同时拥有权限对当前设备状态进行实时查询。
4检测监控系统技术参数及布局
4.1检测监控系统技术参数
检测站将每一条检测线的进出站及中间工位各安装一个摄像枪，用于全程检测和静态图像的抓拍。采用视频图像主要为提高彩色画面的质量。每个画面分辨率可达到704×576，帧率为25帧/s，满足相关的标准和要求。采用大容量存储设备，视频录像保存时间可达2个月，并提供多种检索方式，如以设定摄像频道和录制时间等方式进行录像的检索和回放。视频设备采用硬压缩方式，其速度和质量高于一般的软压缩方式。其算法采用目前主流MPEG4视频压缩算法，具有压缩比高、码流小、图像质量好等特点，可极大地节约网络带宽占用量，降低网络成本。
4.2检测监控系统布局
4.2.1联网方式
每个检测工位均安装监控摄像，通过视频连接发送到服务器的视频采集卡上，视频服务器上安装视频服务端软件，提供视频监控服务，业务大厅安装视频客户端软件，连接视频服务器，监视车间检测视频。
4.2.2监控流程
当车辆在工位上上线时，检测控制系统将自动判断该工位对应的摄像，发送指令控制视频服务器开始录制车辆检测监控
录像，车辆下线时检测控制系统将控制工位摄像停止录像，同时视频服务端软件将检测结果通过网络传回业务大厅客户端软件，将检测结果同步显示在监控水平画面上。
5系统安全性
数据库管理系统DBMS支持SQL和ODBC两种工业标准以及TB级数据容量，数据库采用SQLSERVER数据库，它本身就具有C2级安全性。
6结束语
综上所述，机动车辆综合性能检测站计算机控制系统的应用，为汽车综合性能检测提供了高效、现代化的手段。利用计算机技术、网络技术、通讯技术、视频技术，建立一个高效、实用的计算机控制系统，有利于车辆检测的规范，标准的贯彻和实施，促进检测手段的现代化。今后，我们将密切关注计算机在汽车检测行业的应用技术，广泛搜集信息与资料，并就有关技术理论及行业发展方向等进行探讨，以拓宽视野，提高知识水平和技术能力。
参考文献：
关键词：暖通工程；计算机系统；应用；水系统调节
中图分类号：TU758.7；TU83
随着生活水平的提高，人们开始使用暖气进行取暖，寒冷的冬天室内必不可少的就是室内供暖管道。除了安装一套系统的暖气片之外还要对暖气管道的安装过程要有一个很好的认识，室内暖气管道的安装方式是多种多样的。新建设的小区把独立的供暖系统进行合并，通过发电厂剩余的热量对整个住宅小区提供暖气，这对暖通工程中的水系统调节提出了跟高的要求。在暖通工程中应用计算机技术能够满足各个小区的供暖需求。
1 计算机系统在暖通工程水系统监控安全保护的应用
首先，我们以暖通工程中的锅炉运转系统为例，控制锅炉内部的循环水量对这一整套供热系统的安全非常重要。假如由于其它不可预知因素导致循环水停止或者循环水量较小，锅炉里面的水温度很高，产生汽化，这时必须马上恢复水循环，中止炉膛内燃烧，停止供给煤炭，炉排运行，然后停止鼓风机与引风机[1]。当计算机系统的DUC受到水温升高的信号以后，可以立刻进入到事故处理程序中，依照上述程序停止锅炉运行，拉动响铃进行报警，然后通知相关运行管理人员，在必要的情况下可以采用手动补入冷水的方式，排除热水，对锅炉降温。其次，通过计算机控制系统内部监测系统能及时地把锅炉、循环系统中涉及到的各种数据输送到计算机系统中，然后利用预先设定和长时间积累的数据库信息和反馈信息之间的比较得到结论。根据报警系统和自动控制系统采取与之相适应的对策。所以说计算机系统在现代暖通工程水系统安全运行方面发挥着重要的作用。
2 计算机系统在暖通工程中水系统调节的应用
2.1 对供暖锅炉房水系统、水热交换站的调控
在计算机监控系统中，锅炉房的水系统调节主要作用是确保系统的安全性，对运行中的参数进行计量统计，按照规定的要求调整运行情况。主要的工作内容是确保主循环泵的常规运行，保证补水泵及时补水，让锅炉中循环水不会出现中断，更不会因为缺水而放空。通过这个装置让锅炉房安全运行，并且要适时检测供回水温度与循环的水量，进而得出实际供热量，检测出补水的流量，得出不断累积的补水量。根据供热量、补水量这两个重要的参数考究锅炉房的运行情况[2]。与此同时依照相关要求必须改变循环水泵的运行台数、水泵的流速，然后适时调整循环流量，适应供暖负荷变化，节省运行过程中的电费。针对选用大型热电厂或者集中锅炉充当热源，要经过换热站向小区供热的综合系统而言，只能通过热交换器进行。
2.2 小区热网水系统的调控
在小区利用计算机调控热网水系统主要是指供暖炉房以及供暖建筑房间的调节。小区内热网存在的主要问题是冷热分布不均，有一些建筑的流量很大，室内太热，与此相反，另一部分建筑由于流量不足较冷。这样以来，计算机系统的核心工作就是了解小区内各座建筑物的真实供暖情况，然后协助维护人员解决冷热不协调的问题[3]。检测每位住户的室温是对供暖效果最直接的检测，但是对于住宅系统而言，在各个方面中安装温度传感器几乎不可能，最好的办法是测量回水的温度，然后参照各支路回水温度的不同，预测出各支路段内建筑平均室温的不同。假如各个支路回水温度数值相同，这就说明各个支路上散热器的平均温度相差无几。一般情况下，住宅的回水温度检测点选在建筑热量入口的回水管内，针对大型建筑而言，可以选择在设备夹层中主支路的回水干管中。要想彻底解决冷热不均问题必须对整个系统流量合理调配，在各个支路中安装具有自动调节功能的电动调节阀成本很高，并且一旦各个支路中流量很均匀时，系统会一直处于冷热均衡的状态，不用经常调整。所以在各条支路中安装手动调节阀，通过计算机监测、指导并且和人工手动调节互相配合，有效调节小区供暖系统[4]。同时，为了方便人工手动调节，要让各个支路的调节阀能够准确地进行开度指示，利用流量配合控制阀。
2.3 计算机控制和暖通工程中水系统调节的配合
采用锅炉液位控制技术，这项技术主要是通过调节进水、出水阀门的开度，改变水流量实现的，控制水温主要是通过调节加热功率进行的。锅炉液位在整个锅炉控制系统中是很难控制的一项内容，因为锅炉在运行过程中进水量、出水量的变化都不相同，故很难利用调整PID控制器的参数来达到所用的运行条件，取得满意的调控效果。如果调控过量会让流量回路动作操作比较频繁，进一步影响到下游的设备。液位控制器一般情况下保持在欠调试的状态，允许液位在一定范围内发生波动，进而减小出水量变化[5]。但是欠缺调整的PID不会及时控制住大的变动，这可能会引发锅炉运行的稳定，进而很难控制蒸汽的输送。对锅炉液位的关键变量有重要影响的是给水的流量，蒸汽出口的流量与混合燃料的进料数量。各个变量都会产生不同的变动。很冷的供水会导致滞后。蒸汽流出数量的增加会形成典型的假水位情形，会让其中的变化过程改变方向，同时也很容易出现错误操作进而发生意外事故。所以，拥有一整套链接的暖通工程水系统和计算机监控条件下的锅炉位控制系统有机配合是确保暖通工程中控制水系统的重点。在计算机芯片控制系统中，计算机体系，数据采集、输出系统构成的锅炉液位控制体系、控制显示报警体系等，通过网络相互连接，和数据库系统进行共享，然后通过锅炉液位、供暖水系统之间的数据构成一套水系统监控体系。在这个系统内适时监控供热水系统的流量、供热分布等，然后按照计算机反馈所得的信息，输送到锅炉液位的控制系统，然后调整锅炉液位，控制锅炉燃料然后控制燃煤的供应，达到节能环保的功效[6]。
3 计算机系统在暖通工程中水系统调节应用的重要意义
在并网供热形成的城市暖通管网中，仍然无法到达部分小区，利用原来的小区集中供热形式，引入计算机系统进行及时的监控和调整，能够大大提高供暖系统的安全系数，确保整个供暖系统平稳运行。其次把监测得到的各种运行参数记录下来，合理调控燃烧过程与热水循环过程，进一步提高锅炉效率，节约能耗，同时还减轻了大气污染程度。通过长时间的监控记录、计算参数，对供水温度、鼓风机的风量以及炉排速度进行有效的调节。
4 结束语
总而言之，室内供暖管道的安装是很复杂的过程，加之冬季较冷所以安装供暖管道是非常有必要的。在暖通工程中引入计算机技术，这让水系统的调节和控制安全得到了最大限度的保障。随着计算机技术的进一步发展，暖通工程技术人员的技能的不断提高，在计算机监控系统下的暖通工程水系统将会变得更加安全、节能、环保，达到安全供暖、放心使用的目的。
参考文献：
[1]瞿辉.拱暖系统运行技术与管理[J].暖通资讯，2006，2（01）：15-16.
[2]程宝.集中供热系统计算机自控[J].计算机信息技术，2006，9（08）：336-337.
[3]姜树艳.暖通工程自动控制与调解[J].暖通工业信息，2007，4（05）：274-275.
[4]王海蜂.城市集中供暖的计算机控制与管理[J].建筑工业技术，2007，8（06）：468-469.
[5]刘庆发.小区供暖系统的计算机自控组成、运行、维护[J].科技资讯，2007，11（06）：669-671.
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