CN109976899A - 一种分布式运算系统 - Google Patents

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    • G06F9/46—Multiprogramming arrangements
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Abstract

本发明公开了一种分布式运算系统，包含：运算处理操控装置，其包含一信息演算模块，该运算处理操控装置经配置而在一信息装置与其连接时接收来自该信息装置的一待处理信息，且将该待处理信息分配为个别作为待处理任务的复数个待处理信息并予以加密处理而得出复数个待处理加密信息；以及运算丛集装置，其包含至少一个桥接运算模块及至少一个配属运算模块，该桥接运算模块包含为串行连接的复数个桥接运算单元，该运算处理操控装置连接复数个该桥接运算单元中位于连接端部的一个端部桥接运算单元，该配属运算模块包含为串行连接的复数个配属运算单元，复数个该配属运算单元中位于连接端部的一个端部配属运算单元系连接于该端部桥接运算单元。

Description

一种分布式运算系统
技术领域
本发明是涉及一种分布式运算系统，具体说，是涉及一种经配置能分配、加密待处理信息且调度复数个运算单元而运算待处理信息的分布式运算系统。
背景技术
目前处理复杂运算任务的做法，是以信息装置(如，个人计算机)联机至超级计算中心(具有多台高效能的终端运算设备)而进行运算处理，从而缩短运算处理的时间。在运算处理过程中，信息装置连接至一调度装置而使信息装置的待处理信息传送至终端运算设备。并且，调度装置依据对于待处理信息的运算量的评估而指派超级计算中心内的数台终端运算设备，以针对待处理信息进行平行运算处理。然而，调度装置仅能依据当次运算任务的工作量而指派数台终端运算设备进行运算处理，而无法分配待处理信息的运算工作并知悉超级计算中心内所有终端运算设备的工作状态。因此，调度装置无法对所有终端运算设备进行适宜且弹性的工作调度及分配，而致超级计算中心的整体作业效率偏低。
并且，调度装置与终端运算设备间所传输的信息并未予以加密，加之以终端运算设备是属于通用运算而得以为不同信息装置进行运算处理。因此，在终端运算设备与不同信息装置进行信息传输的情形下，由终端运算设备所处理过的一信息装置的数据有可能为另一信息装置所获取，而致形成有特定信息装置的重要信息外流的问题。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种可使待处理信息获得分配、加密且可调度运算单元处理信息的分布式运算系统。
为解决上述问题，本发明所采用的技术手段是：
一种分布式运算系统，包含：
运算处理操控装置，其包含一信息演算模块，所述运算处理操控装置经配置而在一信息装置连接所述运算处理操控装置时而接收来自所述信息装置的一待处理信息，且将所述待处理信息分配为个别作为待处理任务的复数个待处理信息，所述信息演算模块经配置而将复数个所述待处理信息予以加密处理而得出复数个待处理加密信息；以及
运算丛集装置，其包含至少一个桥接运算模块及至少一个配属运算模块，所述桥接运算模块包含为串行连接的复数个桥接运算单元，所述运算处理操控装置连接复数个所述桥接运算单元中位于连接端部的一个端部桥接运算单元，所述配属运算模块包含为串行连接的复数个配属运算单元，复数个所述配属运算单元中位于连接端部的一个端部配属运算单元是连接于所述端部桥接运算单元而接收所述待处理加密信息，其中所述运算处理操控装置是监控所述桥接运算模块所属的各个所述桥接运算单元的工作状态及所述配属运算模块所属的各个配属运算单元的工作状态，而获得所述桥接运算模块所属的各个桥接运算单元的工作状态反馈及所述配属运算模块所属的各个配属运算单元的工作状态反馈，藉此以依据所述桥接运算模块所属的各个桥接运算单元的工作状态反馈及所述配属运算模块所属的各个配属运算单元的工作状态反馈而将复数个所述待处理加密信息指派至工作状态为空闲的所述桥接运算单元且/或工作状态为空闲的所述配属运算单元，而获得个别来自各个所述桥接运算单元及个别来自各个所述配属运算单元的复数个运算处理结果，所述端部桥接运算单元经配置而将复数个所述运算处理结果回传至所述运算处理操控装置，所述信息演算模块经配置而将复数个所述运算处理结果予以解密处理，所述运算处理操控装置经配置而由解密的复数个所述运算处理结果获得一运算处理解密信息且将所述运算处理解密信息回传所述信息装置。
一种实施方案，其中复数个所述桥接运算单元呈一直线排列且相邻的两个所述桥接运算单元彼此信息连接，所述端部桥接运算单元经配置而位于所述直线的一端处，位于所述直线的另一端处的桥接运算单元经配置而信息连接于所述端部桥接运算单元而回传复数个所述桥接运算单元的运算处理结果至所述运算处理操控装置。
一种实施方案，其中复数个所述配属运算单元呈一直线排列且相邻的两个所述配属运算单元彼此信息连接，所述端部配属运算单元经配置而位于所述直线的一端部，位于所述直线的另一端处的配属运算单元经配置而信息连接所述端部桥接运算单元，藉此而将由复数个所述配属运算单元所获得的运算处理结果经过所述端部桥接运算单元而回传至所述运算处理操控装置。
一种实施方案，其中所述运算处理操控装置还包含一信息传输模块，经配置而连接所述信息装置及所述信息演算模块，而将所述待处理信息传送至所述信息演算模块进行加密且将解密的所述运算处理解密信息回传所述信息装置。
一种实施方案，其中复数个所述桥接运算单元及复数个所述配属运算单元为棋盘式的矩阵排列。
一种实施方案，其中所述桥接运算单元及所述配属运算单元为统一化的运算单元或运算网络，可经配置而专属进行一运算处理作业。
相较于现有技术，本发明的有益技术效果在于：
运算处理操控装置依据运算丛集装置的复数个运算单元的工作状态反馈，而将信息装置的待处理信息予以分配且调度闲置的运算单元执行待处理信息的运算处理，使得运算丛集装置的运算负载均衡而致工作效率获得提升。其中，复数个运算单元经统一化处理而具备相似的运算处理能力，并且通过网络化的组合运算，而可以用归一化运算方式处理复杂的运算要求。并且，运算处理操控装置的信息演算模块经配置而加密待处理信息及解密运算处理结果，而使运算处理操控装置与运算丛集装置之间的信息传输为安全的信息连接。此外，桥接运算单元与配属运算单元间连接所形成的单向信息传输，使得运算丛集装置内部的信息传输快速而具有效率，从而有助于分布式运算系统效率的提升。
附图说明
图1是显示本发明实施例提供的一种分布式运算系统的架构结构示意图；
图2是显示本发明实施例提供的分布式运算系统的处理顺序的示意图。
图中标号示意如下：1、运算处理操控装置；11、信息传输模块；12、信息演算模块；2、运算丛集装置；21、桥接运算模块；210、211、212、桥接运算单元；22、配属运算模块；220、221、222、配属运算单元；D、信息装置；S1、传送待处理信息；S2、将待处理信息进行分配及加密处理；S3、获得复数个待处理加密信息；S4、传送复数个待处理加密信息；S5、传送部分待处理加密信息；S6、进行运算处理；S7、获得复数个运算处理结果；S8、回传部分运算处理结果；S9、回传复数个运算处理结果；S10、将复数个运算处理结果予以解密；S11、获得运算处理解密信息；S12、回传运算处理解密信息。
具体实施方式
以下结合附图和实施例具体说明本发明的实施方式，但所述说明并非为限制本发明的实施方式，仅是本发明的一种实施例。
实施例
请参阅图1和图2所示，本实施例提供的分布式运算系统，包含：运算处理操控装置1，其包含一信息演算模块12，所述运算处理操控装置1经配置而于一信息装置D连接运算处理操控装置1时而接收来自信息装置D的一待处理信息，且将待处理信息经被分割为个别作为待处理任务的复数个待处理信息，所述信息演算模块12经配置而将复数个待处理信息予以加密处理而得出复数个待处理加密信息；以及运算丛集装置2，其包含至少一个桥接运算模块21及至少一个配属运算模块22。
请参阅图2所示，本发明所述分布式运算系统的处理顺序是：信息装置D传送待处理信息S1至运算处理操控装置1，运算处理操控装置1将待处理信息进行分配及加密处理S2，且获得复数个待处理加密信息S3。运算处理操控装置1传送复数个待处理加密信息S4给桥接运算模块21，且通过桥接运算模块21传送部分待处理加密信息S5给配属运算模块22。桥接运算模块21及配属运算模块22各自进行运算处理S6而获得复数个运算处理结果S7。配属运算模块22回传部分运算处理结果S8至桥接运算模块21，并由桥接运算模块21回传复数个运算处理结果S9至运算处理操控装置1。运算处理操控装置1将复数个运算处理结果予以解密S10而获得运算处理解密信息S11，且回传运算处理解密信息S12给信息装置D。
详细而言，请参阅图1所示，桥接运算模块21包含为串行连接的复数个桥接运算单元210、211、212，运算处理操控装置1连接复数个桥接运算单元210、211、212中位于连接端部的一个端部桥接运算单元210。并且，配属运算模块22包含为串行连接的复数个配属运算单元220、221、222，复数个配属运算单元220、221、222中位于连接端部的一个端部配属运算单元220是连接于端部桥接运算单元210而接收待处理加密信息。
具体而言，运算处理操控装置1是监控桥接运算模块21所属的各个桥接运算单元210、211、212的工作状态及配属运算模块22所属的各个配属运算单元220、221、222的工作状态，而获得桥接运算模块21所属的各个桥接运算单元210、211、212的工作状态反馈及配属运算模块22所属的各个配属运算单元220、221、222的工作状态反馈。藉此，以依据桥接运算模块21所属的各个桥接运算单元210、211、212的工作状态反馈及配属运算模块22所属的各个配属运算单元220、221、222的工作状态反馈而将复数个待处理加密信息指派至工作状态为空闲的桥接运算单元210、211、212且/或工作状态为空闲的配属运算单元220、221、222，而获得个别来自各个桥接运算单元及个别来自各个配属运算单元的复数个运算处理结果。
如图1所示，端部桥接运算单元210经配置而将复数个运算处理结果回传至运算处理操控装置1。信息演算模块12经配置而将复数个运算处理结果予以解密处理。运算处理操控装置1经配置而由解密的复数个运算处理结果获得一运算处理解密信息且将运算处理解密信息回传信息装置D。具体而言，信息演算模块12为一具有韧体(Firmware)程序的模块，其中韧体为包含通讯协议的程序而编码(Encode)待处理信息(加密)及解码(Decode)运算处理结果(解密)。
一种实施方式，所述运算处理操控装置1还包含一信息传输模块11，经配置而连接信息装置D及信息演算模块12，而将待处理信息传送至信息演算模块12进行加密且将解密的运算处理解密信息回传信息装置D。换言之，信息传输模块11为运算处理操控装置1与信息装置D间信息传输的输入/输出(I/O)界面。具体而言，信息传输模块11得以为SPI(串行外围界面，Serial Peripheral Interface)规范而连接运算处理操控装置1及信息装置D，而使运算处理操控装置1接收一个信息装置D或多个信息装置D所传送的待处理信息。
进一步说，如图1所示，复数个桥接运算单元210、211、212呈一直线排列且相邻的两个桥接运算单元彼此信息连接。端部桥接运算单元210经配置而位于直线的一端处，位于直线的另一端处的桥接运算单元212经配置而信息连接于端部桥接运算单元210而回传复数个桥接运算单元的运算处理结果至运算处理操控装置1。并且，复数个配属运算单元220、221、222呈一直线排列且相邻的两个配属运算单元彼此信息连接。端部配属运算单元220经配置而位于直线的一端部，位于直线的另一端处的配属运算单元222经配置而信息连接端部桥接运算单元210，藉此而将由复数个配属运算单元所获得的运算处理结果经过端部桥接运算单元210而回传至运算处理操控装置1。
另一实施方式，复数个桥接运算单元210、211、212及复数个配属运算单元220、221、222为棋盘式的矩阵排列。并且，桥接运算单元210、211、212及配属运算单元220、221、222为统一化(Unified)的运算单元或运算网络，可经配置而专属进行一运算处理作业。其中，复数个桥接运算单元210、211、212及配属运算单元220、221、222经统一化处理而具备相似的运算处理能力，并且通过网络化的组合运算，而可以用归一化(Normalized)运算方式处理复杂的运算要求。亦即，桥接运算单元210、211、212及配属运算单元220、221、222为高效能运算(HPC,High Performance Computing)系统。
对于本发明实施例的分布式运算系统，运算处理操控装置1依据桥接运算模块21的复数个桥接运算单元210、211、212工作状态反馈及配属运算模块22的复数个配属运算单元220、221、222工作状态反馈，而将信息装置D的待处理信息予以分配且调度闲置的桥接运算单元210、211、212且/或配属运算单元220、221、222而执行待处理信息的运算处理。因此，运算处理操控装置1使得运算丛集装置2的复数个运算单元的运算负载得以均衡而致运算丛集装置2整体的工作效率获得提升。
并且，运算处理操控装置1的信息演算模块12经配置而加密待处理信息及解密运算处理结果，而使运算处理操控装置1与运算丛集装置2之间的信息传输形成安全的信息连接。因此，即使运算丛集装置2必须为多台信息装置D进行不同的运算处理，藉由运算处理操控装置1对于待处理信息的加密、解密而防止一信息装置D的重要信息因信息传输而直接泄漏至另一信息装置D的可能性产生。
此外，桥接运算单元210、211、212与配属运算单元220、221、222间的连接是单向信息传输，使得运算丛集装置2内部的信息传输能够快速而具有效率，从而有助于分布式运算系统效率的提升。
最后有必要在此指出的是：以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种分布式运算系统，其特征在于，包含：
运算处理操控装置，其包含一信息演算模块，所述运算处理操控装置经配置而在一信息装置连接所述运算处理操控装置时而接收来自所述信息装置的一待处理信息，且将所述待处理信息分配为个别作为待处理任务的复数个待处理信息，所述信息演算模块经配置而将复数个所述待处理信息予以加密处理而得出复数个待处理加密信息；以及
运算丛集装置，其包含至少一个桥接运算模块及至少一个配属运算模块，所述桥接运算模块包含为串行连接的复数个桥接运算单元，所述运算处理操控装置连接复数个所述桥接运算单元中位于连接端部的一个端部桥接运算单元，所述配属运算模块包含为串行连接的复数个配属运算单元，复数个所述配属运算单元中位于连接端部的一个端部配属运算单元是连接于所述端部桥接运算单元而接收所述待处理加密信息，其中所述运算处理操控装置是监控所述桥接运算模块所属的各个所述桥接运算单元的工作状态及所述配属运算模块所属的各个配属运算单元的工作状态，而获得所述桥接运算模块所属的各个桥接运算单元的工作状态反馈及所述配属运算模块所属的各个配属运算单元的工作状态反馈，藉此以依据所述桥接运算模块所属的各个桥接运算单元的工作状态反馈及所述配属运算模块所属的各个配属运算单元的工作状态反馈而将复数个所述待处理加密信息指派至工作状态为空闲的所述桥接运算单元且/或工作状态为空闲的所述配属运算单元，而获得个别来自各个所述桥接运算单元及个别来自各个所述配属运算单元的复数个运算处理结果，所述端部桥接运算单元经配置而将复数个所述运算处理结果回传至所述运算处理操控装置，所述信息演算模块经配置而将复数个所述运算处理结果予以解密处理，所述运算处理操控装置经配置而由解密的复数个所述运算处理结果获得一运算处理解密信息且将所述运算处理解密信息回传所述信息装置。
2.如权利要求1所述的分布式运算系统，其特征在于：其中复数个所述桥接运算单元呈一直线排列且相邻的两个所述桥接运算单元彼此信息连接，所述端部桥接运算单元经配置而位于所述直线的一端处，位于所述直线的另一端处的桥接运算单元经配置而信息连接于所述端部桥接运算单元而回传复数个所述桥接运算单元的运算处理结果至所述运算处理操控装置。
3.如权利要求1所述的分布式运算系统，其特征在于：其中复数个所述配属运算单元呈一直线排列且相邻的两个所述配属运算单元彼此信息连接，所述端部配属运算单元经配置而位于所述直线的一端部，位于所述直线的另一端处的配属运算单元经配置而信息连接所述端部桥接运算单元，藉此而将由复数个所述配属运算单元所获得的运算处理结果经过所述端部桥接运算单元而回传至所述运算处理操控装置。
4.如权利要求1所述的分布式运算系统，其特征在于：其中所述运算处理操控装置还包含一信息传输模块，经配置而连接所述信息装置及所述信息演算模块，而将所述待处理信息传送至所述信息演算模块进行加密且将解密的所述运算处理解密信息回传所述信息装置。
5.如权利要求1所述的分布式运算系统，其特征在于：其中复数个所述桥接运算单元及复数个所述配属运算单元为棋盘式的矩阵排列。
6.如权利要求1所述的分布式运算系统，其特征在于：其中所述桥接运算单元及所述配属运算单元为统一化的运算单元或运算网络，可经配置而专属进行一运算处理作业。
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