CN107705025A - 超级计算机及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种超级计算机系统及其操作方法。超级计算机系统，包括：多个集群；集群管理注册交流平台，用于为多个集群中第一集群提供注册，并对第一集群进行身份管理；以及集群智能管理系统，用于结合第一集群的有效计算资源，与多个集群中一个或多个第二集群之间进行计算任务的交易，以通过第一集群和一个或多个第二集群共同完成计算任务。通过集群智能管理系统将各个单位的集群进行资源整合，并且能够结合本集群(即，第一集群)的有效计算资源与其他集群进行计算任务交易，从而通过两个以上的集群共同完成计算任务，而不是仅通过本集群完成计算任务，从而大幅减少了作业时间。

Description

超级计算机及其操作方法

技术领域

本发明一般地涉及计算机技术领域，更具体地，涉及超级计算机及其操作方法。

背景技术

随着国家对信息化改革的大力推行，各科研单位、公司、高校社会各界等对超级计算机集群(由超级计算机组成的集群，其中，超级计算机是一种有数百、数千甚至更多的处理器组成的，能计算普通PC机和服务器不能完成的大型、复杂计算的计算机，)的建设越来越多。但各单位的集群(又称超级计算机)基本上都是满足各自的计算需求。计算模式也是单集群计算。计算能力有限，不足以应对不断变化的计算需求。现在的集群管理系统只是可以把集群的运维进行托管，不能智能的进行集群间的自动扩展扩容。不能智能联合多个集群一起完成某项较大的计算任务(又称任务)，在做任务时不能智能的进行集群间任务的交易，不能自我财富管理。综上所述，现在的计算机集群管理系统不具有智能性、功能单一、无资源整合协调能力。

现在超级计算机数量以经很大了，这么大数量的超级计算机只服务于少量的用户，能满足少量用户的需求，每个超级计算机只是独立的运行，这样能完成的任务是有限的，导致服务能力有限，局限性很大。平时工作饱和程度差，不仅造成计算资源浪费还对维护成本造成浪费。超级计算机是单个计算机组成的计算机集群，这种思想并没有再次利用到超级计算机当中。没有把超级计算机再次进行组成集群。这样的再次组合是把不同功能的超级计算机进行组合，这样就形成了计算能力更加强，用途更加广泛的更大超级计算机集群。只所以没有组合这些单个超级计算机，主要原因是一搬超级计算机都是属于每个独立的单位或公司。这些集群之间缺少一个把它们组合成更大超级计算机集群的平台。单个集群缺乏互相交流交换的通道与规则。每个集群都缺乏自我管理或是自我创造财富的能力。虽然超级计算机计算能力已达到一个世界很高的水平，但也只局限是个计算工具，不能算为一个具有人工智能的计算角色来管理自己的价值与作用。

发明内容

本发明针对现有技术中所存在的计算机集群系统不具有智能性、功能单一、无资源整合协调能力，以及无法管理自己的价值与作用等缺陷，提供了能够解决上述问题的一种超级计算机系统。

根据本发明的一方面，提供了一种超级计算机系统，包括：多个集群；集群管理注册交流平台，用于为多个集群中第一集群提供注册，并对第一集群进行身份管理；以及集群智能管理系统，用于结合第一集群的有效计算资源，与多个集群中一个或多个第二集群之间进行计算任务的交易，以通过第一集群和一个或多个第二集群共同完成计算任务。

优选地，集群智能管理系统包括：信息交流模块，用于与集群管理注册交流平台进行信息交流，将可交易的计算任务发送给任务交易模块和任务评估模块；任务评估模块，用于通过集群监控模块查看第一集群的计算资源使用情况以评估当前计算能力并评估可交易的计算任务的计算量；以及任务交易模块，用于结合任务评估模块的评估情况对计算任务进行交易，以及确认交易后将计算任务交给作业调度模块。

优选地，集群智能管理系统包括：作业调度模块，用于对计算任务进行计算并且在计算任务完成后，通知财务管理模块进行确认收款；用于为一个或多个第二集群分配计算任务并收集运行结果；以及用于接受并响应人工智能客服系统发送来的客户查询计算任务运行情况。

优选地，集群智能管理系统包括：人脉管理模块，记录与第一集群具有各种关系的多个集群中其他集群的信息并且根据记录的信息为任务评估模块提供可分担计算任务的集群信息。

优选地，各种关系包括友好关系、竞争关系、同行关系、行业利用关系、拆借计算资源关系、黑名单关系。

优选地，集群智能管理系统还包括：打工模块，用于基于任务评估系统评估的当前计算能力，确定当第一集群处于闲置状态时，进行打工。

优选地，集群智能管理系统还包括：集群监控模块，用于监控第一集群的资源并且当存在异常报警时，通过智能语音模块通知集群管理员；用于监控第一集群的资源使用情况并向任务评估模块报告；以及用于读取网络神经管理模块以对第一集群的拓扑网络进行监控。

优选地，集群智能管理系统还包括：娱乐模块，用于接受并响应集群管理注册交流平台或多个集群中其他集群发起的娱乐活动，以拓展第一集群的人脉关系。

优选地，集群智能管理系统还包括：财务管理模块，用于接受任务交易模块发送的收款请求，然后与客户和一个或多个第二集群进行交易；用于接收打工模块的虚拟货币；用于向任务评估模块报告第一集群目前的财务状况；以及确认作业调度模块完成计算任务后是否收款。

优选地，集群管理注册交流平台包括：注册模块，用于为第一集群提供注册服务并对第一集群的详细情况进行登记；身份管理模块，用于为第一集群颁发集群管理注册交流平台认证过的相应的资质并且记录第一集群的各种详细信息；以及任务接收与超投标模块，用于接收计算任务，并进行计算任务招投标。

优选地，各种详细信息包括软硬件资源情况、网络情况、计算速度、计算资源价格、完成的样板计算任务以及用户评价。

根据本发明的另一方面，提供了一种超级计算机系统的操作方法，包括：提供多个集群；为多个集群中第一集群提供注册，并对第一集群进行身份管理；以及结合第一集群的有效计算资源，与多个集群中一个或多个第二集群之间进行计算任务的交易，以通过第一集群和一个或多个第二集群共同完成计算任务。

本发明所提供的超级计算机系统及其操作方法，通过集群智能管理系统将各个单位的集群进行资源整合，并且能够结合本集群(即，第一集群)的有效计算资源与其他集群进行计算任务交易，从而通过两个以上的集群共同完成计算任务，而不是仅通过本集群完成计算任务，从而大幅度减少了作业时间。因此，该超级计算机系统能够与来自不同单位的其他集群进行联盟，成为一个更大的超级计算机集群，并且该超级计算机系统还具有智能性、功能多样化、局备资源整合协调能力，能够管理自己的价值与作用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明的实施例的超级计算机系统的结构图；

图2是根据本发明的实施例的集群管理注册交流平台的模块划分图；

图3是根据本发明的实施例的集群智能管理系统的模块划分图；

图4是根据本发明的实施例的超级计算机系统的模块间工作原理图；以及

图5是根据本发明的实施例的超级计算机系统的操作方法的流程图；

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1是根据本发明的实施例的超级计算机系统的结构图。超级计算机系统，包括:多个集群102；集群管理注册交流平台104，用于为多个集群中第一集群提供注册，并对所述第一集群进行身份管理；以及集群智能管理系统106，用于结合第一集群的有效计算资源，与所述多个集群中一个或多个第二集群之间进行计算任务的交易，以通过所述第一集群和所述一个或多个第二集群共同完成所述计算任务。

本发明所提供的超级计算机系统通过集群智能管理系统将各个单位的集群进行资源整合，并且能够结合本集群(即，第一集群)的有效计算资源与其他集群进行计算任务交易，从而通过两个以上的集群共同完成计算任务，而不是仅通过本集群完成计算任务。因此，该超级计算机系统能够与来自不同单位的其他集群进行联盟，成为一个更大的超级计算机集群。

图2是根据本发明的实施例的集群管理注册交流平台的模块划分图。超级计算机系统中的集群管理注册交流平台200包括：注册模块202，用于为第一集群提供注册服务并对第一集群的详细情况进行登记；身份管理模块204，用于为第一集群颁发集群管理注册交流平台200认证过的相应的资质并且记录第一集群各种详细信息；以及任务接收与超投标模块210，用于接收计算任务，并进行计算任务招投标。其中，各种详细信息包括软硬件资源情况、网络情况、计算速度、计算资源价格、完成的样板计算任务以及用户评价。

此外，集群管理注册平台200还包括详细介绍模块206，从注册模块202接收所登记的集群的详细情况，并对其详细情况进行归纳整理，并提供第一集群(又称超级计算机)的详细介绍。集群管理注册平台200还包括媒体宣传模块208，用于定期或长期向媒体宣传该该超级计算机系统，以提高该超级计算机系统社会认知度，从而有利于计算任务接收和超投标。集群管理注册平台200还包括任务接收与招投标模块210，用于接收计算任务并且处理与计算任务超投标相关的事宜。

因此，集群管理注册平台200能够通过相应的模块为单个集群提供注册、身份管理、详细介绍、媒体宣传、任务接收与计算任务招投标等服务。具体地，集群注册模块202，用于当一个超级计算机(又称集群)建造完成后，向集群管理注册交流平台进行注册并把此超级计算机的详细情况进行登记。身份管理模块204，用于给此超级计算机颁发平台认证过相应的各种资质。记录此超级计算机的各种详细信息，如：软硬件资源情况、网络情况、计算速度、计算资源价格。记录完成的过样板计算任务以在分配任务时，优先分配其擅长的计算任务。记录用户的评价等以更好地了解用户反馈，不断改进服务水平。

图3是根据本发明的实施例的集群智能管理系统的模块划分图。图4是根据本发明的实施例的超级计算机系统的模块间工作原理图。下文中，结合图3和图4对集群智能管理系统进行详细描述。

集群智能管理系统300包括：信息交流模块322，用于与集群管理注册交流平台200进行信息交流，将可交易的计算任务发送给任务交易模块316和任务评估模块314；任务评估模块314，用于通过集群监控模块304查看第一集群的计算资源使用情况以评估当前计算能力并评估可交易的计算任务的计算量；以及任务交易模块316，用于结合任务评估模块314的评估情况对计算任务进行交易，以及确认交易后将计算任务交给作业调度模块302。

具体地，参照图3和图4对信息交流模块322、任务评估模块314和任务交易模块316进行描述。任务评估模块314通过集群监控模块304查看本超级计算机(又称本集群)的计算资源使用情况，对当前计算能力进行评估；对信息交流系统322提交给的任务进行计算量评估；结合本超级计算机有效的计算资源，其中，有效的计算资源包括财务雇佣能力、人脉的集群可使用能力、本超级计算机现在空闲的计算能力。信息交流模块322，与集群管理注册平台200进行信息交流，交流的信息包括进行任务接收与招投标、定期委托做媒体宣传、发起游乐活动等；沟通交易信息，把有效的交易信息发送到任务交易模块。任务交易模块316，从信息交流系统接收可交易的任务进入交易系统进行交易准备及二次沟通交易事宜；结合任务评估模块314对任务的评估情况对任务进行交易；确认交易后把任务交给作业调度系统进行调度计算。

集群智能管理系统300包括：作业调度模块302，用于对计算任务进行计算并且在计算任务完成后，通知财务管理模块308进行确认收款；用于为一个或多个第二集群分配计算任务并收集运行结果；以及用于接受并响应人工智能客服系统326发送来的客户查询计算任务运行情况。

具体地，将参照图3和图4对作业调度模块进行详细描述。作业调度模块302从任务交易模块316中读取完成交易的作业(即，一个或多个计算任务)进行运算。运算完成后，通知财务管理模块308进行确认收款。接受并响应人工智能客服系统326发送来的客户查询作业运行情况以便于客户能够随时了解作业进度。分配任务给有合作关系的其他集群，并从其他集群收集运行结果。

集群智能管理系统300包括：人脉管理模块310，记录与第一集群具有各种关系的多个集群中其他集群的信息并且根据记录的信息为任务评估模块314提供可分担计算任务的集群信息。具体地，各种关系包括友好关系、竞争关系、同行关系、行业利用关系、拆借计算资源关系、黑名单关系。集群智能管理系统300还包括：打工模块324，用于基于任务评估模块314评估的当前计算能力，确定当第一集群处于闲置状态时，进行打工。

具体地，结合图3和图4对人脉管理模块和打工模块进行详细描述。人脉管理模块310，用于记录与本超级计算机(即，本集群)具有友好关系、竞争关系、同行关系、行业利用关系、拆借计算资源关系、黑名单关系等的其他超级计算机(即，其他集群)的信息。根据记录的人脉信息，为任务评估模块提供可分担计算任务的集群信息。打工模块324通过任务评估模块314对系统现在运行任务进行评估，看本超级计算机(又称本集群)是否处于空闲状态；评估是否合适进行打工。如果可以进行打工，则进行打工系统打工。打工开始后，本超级计算机在挖矿平台进行挖矿(即，处理计算任务)，换句话说，从其他集群接受计算任务。挖矿所得的比特币(即，虚拟货币)进入财务系统模块。该虚拟货币可用于购买计算资源或是其他用途。

集群智能管理系统300还包括：集群监控模块304，用于监控第一集群的资源并且当存在异常报警时，通过智能语音模块通知集群管理员；用于监控第一的资源使用情况并向任务评估模块报告；以及用于读取神经网络管理模块308以对第一集群的拓扑网络进行监控。

具体地，结合图3和图4对集群监控模块进行详细描述。集群监控模块304监控本集群所有资源和使用情况，资源的监控情况。如果有异常告警可以通过语音系统通知管理员；监控资源使用情况，向任务评估模块314报告本超级计算机计算资源情况；以及读取神经网络管理模块308对拓扑网络进行监控，其中，神经网络是集群内接入集群所述网络的拓扑网络并将神经网络进行拓扑展现。

集群智能管理系统300还包括：娱乐模块320，用于接受并响应集群管理注册交流平台或所述多个集群中其他集群发起的娱乐活动，以拓展所述第一集群的人脉关系。

具体地，结合图3和图4对娱乐模块进行详细描述。接受并响应集群管理注册交流平台和其他集群发起娱乐活动，通过活动可以拓展本超级计算机的人脉关系。

集群智能管理系统300还包括：财务管理模块308，用于接受任务交易模块316发送的收款请求，然后与客户和一个或多个第二集群进行交易；用于接收打工模块324的虚拟货币；用于向任务评估模块314报告所述第一集群目前的财务状况；以及确认所述作业调度模块302完成计算任务后是否收款。

具体地，结合图3和图4对财务管理模块进行详细描述。财务管理模块308用于接受任务交易模块316发送来的收款需求。与客户或其他集群进行财务交易。财务交易包括收款、付款、退款等；管理绑定相关银行帐务事务；接收打工系统(又称打工模块)324的劳动报酬，与打工系统进行交易比特币；向任务评估模块314报告本集群目前的财务状况。任务系统根据自己的财务能力估算出本超级计算机雇佣其他超级计算机的计算资源的能力。为是否接受更多的任务提供评估条件。确认作业调度模块302作业运行完成后是否收款。

集群智能管理系统300还包括人工智能客服系统326，接听并响应用户的来电，并通过作业调度模块302查询用户指定的作业运行情况。然后通过语音回复给用户。集群智能管理系统300还包括智能语音模块318，当集群监控模块监控到第一集群存在异常报警时，通过智能语音模块通知集群管理员。具体地，当集群监控模块监控到第一集群存在异常而报警时，智能语音模块318在接收到集群监控模块的报警信号以后，立即通过智能语音将该报警信息通知给集群管理员，以能够及时进行人工干预，使恢复集群的运行状态。此外，集群智能管理系统300还包括任务管理模块312，对本集群接收的一个或多个计算任务进行管理。

为了解决现有技术中所存在的问题，本文提供一种超级计算机系统，使每一个超级计算机最大化的实现自己的价值。完成超级计算机之间的交易、沟通、计算帮助、自我宣传等。使得各个单位的集群公开服务于社会各界，使计算资源能实现最大化利用，为国家信息化和计算提供更为强的动力。

这种人工智能化集群管理系统可以解决现有技术中所存在的问题，让每个集群都是一个带人工智能的超级计算机。根据他们的功能赋予他们不同的角色。使用智能集群管理系统让单个计算机集群进行联盟，成为一个更大的超级计算机集群。通过模拟人类在社会中的角色来完成单个计算机集群在联盟中的承担的角色，使每一个集群各尽其能。从而能够充分利用超级计算机资源。

下文中，将参照附图5，对超级计算机系统的操作方法进行描述。超级计算机系统的操作方法包括：步骤510提供多个集群；步骤520，为所述多个集群中第一集群提供注册，并对所述第一集群进行身份管理；以及步骤530，结合所述第一集群的有效计算资源，与所述多个集群中一个或多个第二集群之间进行计算任务的交易，以通过所述第一集群和所述一个或多个第二集群共同完成所述计算任务。

超级计算机系统的操作方法的具体细节与超级计算机系统一致，为了简洁，这里不再赘述。

本文通过让超级计算机模拟人类的属性与功能，运用到超级计算机领域，让超级计算组成一个符合人类社会活动的交流模式，最大力度的推行计算资源的高利用性，通过智能化模式组建一个交流更广泛，应用更广泛，计算能力更强的超级计算机联盟。让计算资源市场化、平民化、不再让超级计算机属于专属领域，最大化的让超级计算机服务于每一个人。同时也让运营超级计算机的单位获取更多经济利益，从而保证超级计算机有着更多的经济基础，实现超级计算机行业可持续发展的绿色通道。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (12)

1.一种超级计算机系统，其特征在于，包括:

多个集群；

集群管理注册交流平台，用于为所述多个集群中第一集群提供注册，并对所述第一集群进行身份管理；以及

集群智能管理系统，用于结合所述第一集群的有效计算资源，与所述多个集群中一个或多个第二集群之间进行计算任务的交易，以通过所述第一集群和所述一个或多个第二集群共同完成所述计算任务。

2.根据权利要求1所述的超级计算机系统，其特征在于，所述集群智能管理系统包括：

信息交流模块，用于与所述集群管理注册交流平台进行信息交流，将可交易的计算任务发送给任务交易模块和任务评估模块；

所述任务评估模块，用于通过集群监控模块查看所述第一集群的计算资源使用情况以评估当前计算能力并评估所述可交易的计算任务的计算量；以及

所述任务交易模块，用于结合所述任务评估模块的评估情况对所述计算任务进行交易，以及确认交易后将所述计算任务交给作业调度模块。

3.根据权利要求1所述的超级计算机系统，其特征在于，所述集群智能管理系统包括：作业调度模块，用于对所述计算任务进行计算并且在所述计算任务完成后，通知财务管理模块进行确认收款；用于为所述一个或多个第二集群分配计算任务并收集运行结果；以及用于接受并响应人工智能客服系统发送来的客户查询计算任务运行情况。

4.根据权利要求2所述的超级计算机系统，其特征在于，所述集群智能管理系统包括：人脉管理模块，记录与所述第一集群具有各种关系的所述多个集群中其他集群的信息并且根据记录的信息为所述任务评估模块提供可分担计算任务的集群信息。

5.根据权利要求4所述的超级计算机系统，其特征在于，所述各种关系包括友好关系、竞争关系、同行关系、行业利用关系、拆借计算资源关系、黑名单关系。

6.根据权利要求2所述的超级计算机系统，其特征在于，所述集群智能管理系统还包括：打工模块，用于基于所述任务评估系统评估的所述当前计算能力，确定当所述第一集群处于闲置状态时，进行打工。

7.根据权利要求2所述的超级计算机系统，其特征在于，所述集群智能管理系统还包括：集群监控模块，用于监控所述第一集群的资源并且当存在异常报警时，通过智能语音模块通知集群管理员；用于监控所述第一集群的资源使用情况并向所述任务评估模块报告；以及用于读取网络神经管理模块以对所述第一集群的拓扑网络进行监控。

8.根据权利要求2所述的超级计算机系统，其特征在于，所述集群智能管理系统还包括：娱乐模块，用于接受并响应所述集群管理注册交流平台或所述多个集群中其他集群发起的娱乐活动，以拓展所述第一集群的人脉关系。

9.根据权利要求3所述的超级计算机系统，其特征在于，所述集群智能管理系统还包括：财务管理模块，用于接受所述任务交易模块发送的收款请求，然后与客户和所述一个或多个第二集群进行交易；用于接收打工模块的虚拟货币；用于向所述任务评估模块报告所述第一集群目前的财务状况；以及确认所述作业调度模块完成计算任务后是否收款。

10.根据权利要求1所述的超级计算机系统，其特征在于，所述集群管理注册交流平台包括：

注册模块，用于为所述第一集群提供注册服务并对所述第一集群的详细情况进行登记；

身份管理模块，用于为所述第一集群颁发所述集群管理注册交流平台认证过的相应的资质并且记录所述第一集群的各种详细信息；以及

任务接收与超投标模块，用于接收所述计算任务，并进行计算任务招投标。

11.根据权利要求10所述的超级计算机系统，其特征在于，所述各种详细信息包括软硬件资源情况、网络情况、计算速度、计算资源价格、完成的样板计算任务以及用户评价。

12.一种超级计算机系统的操作方法，其特征在于，包括：

提供多个集群；

为所述多个集群中第一集群提供注册，并对所述第一集群进行身份管理；以及

结合所述第一集群的有效计算资源，与所述多个集群中一个或多个第二集群之间进行计算任务的交易，以通过所述第一集群和所述一个或多个第二集群共同完成所述计算任务。