云环境的并行计算方法及其在3d造型中的应用
由于各领域对高性能计算的应用要求不断提高，云计算已成为计算机领域的研究热点。云计算主要包含并行计算和云存储两个方面。本文基于的Cisco UCS B200云计算架构，研究并行计算的方法，并将其运用于机械的3D造型。在简单介绍了以刀片服务器（Blade Sever）为主要部件的Cisco UCS B200系统后，本文叙述了刀片服务器内并行计算的方法，其中包含并行计算的条件、多核环境下并行计算的OpenMP设计方法和多线程设计方法，并分别在刀片中具有多核的单个处理器和两个处理器上进行了编程实验，且对实验结果进行了性能分析。本文还分别在虚拟和非虚拟条件下进行了并行编程实验，并对它们的运行结果进行了性能比较。此外，为了满足3D造型的要求，本文还采用合适的并行计算方法，将计算机显示器划分为多个区域，以适应不同零件的图形显示的需要。关键词云计算；刀片服务器；多核处理器；并行计算；三维建模
目 录
1 绪论 1
1.1课题研究的背景 1
1.1.1 云计算与多核技术 1
1.1.2 OpenGL简介 1
1.2 国内外研究状况 2
1.3 课题研究的意义 3
2 Cisco云计算的构架 4
2.1 Cisco云计算数据中心网络构架 4
2.1.1 Cisco云计算数据中心网络构架简介 4
2.1.2 设备简介 4
2.1.3 存储网络 5
2.1.4 传统网络构架与虚拟化网络构架的比较 5
2.2 Cisco UCS B 系列刀片服务器 7
2.2.1 刀片服务器简介 7
2.2.1 刀片服务器机箱简介 7
2.2.1 刀片服务器的硬件配置 8
2.2.2 刀片服务器的分类性能与特点 9
2.3 EMC VNX系列存储器简介 10
2.3.1 VNX 存储器的硬件配置 10
2.3.2 VNX存储器的性能与特点 11
2.4 UCS中的通信 11
3.1 并行计算及其条件 14
3.1.1 并行与并行计算 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
14
3.1.2 相关性 14
3.1.3 同步 14
3.1.4 并行计算中两个重要的参数 15
3.2 基于虚拟的并行计算 16
3.2.1 OpenMP 编程 16
3.2.2 基于OpenMP的程序设计示例及其性能分析 18
3.2.3 Windows多线程程序设计 19
3.2.4 基于蒙特卡洛法计算π值的程序设计 21
3.3 非虚拟UCS的并行计算 25
3.3.1 虚拟化平台简介 25
3.3.2 非虚拟UCS与虚拟UCS的比较 26
3.4 本章小结 27
4 3D造型中的并行计算 29
4.1 3D造型并行程序设计简介 29 4.2 Windows 多线程创建窗口 29
4.2.1 Windows应用程序框架搭建 29
4.2.2 Windows 多线程创建窗口实现 30
4.3 OpenGL配置 31
4.3.1 OpenGL编程环境配置 31
4.3.2 OpenGL编程基础 31
4.4 3D造型的绘制 33
4.4.1 三维旋转造型图形设计 33
4.4.2 三维扫描造型图形设计 34
4.5 多窗口环境下绘制三维机械零件的实现 35
4.6 本章小结 37
结 论 38
致 谢 39
参 考 文 献 40
1 绪论
1.1课题研究的背景
1.1.1 云计算与多核技术
计算机的硬件和网络的迅速发展，产生了一种新兴的计算模式——云计算。云计算是基于当前已相对成熟的互联网的新型计算模式，目的是将大量信息集中在一起，在强大的服务器端协同工作，这是一种新的共享计算资源的方法[1]。云服务器中一般可以配置多个CPU，每个CPU含有若干个物理核，这种多核处理器可承受大量的工作负载。多核处理器的出现是微处理器发展到一定阶段的必然产物，多核处理器体现出比同等单核处理器更高效的处理能力。区别于以往的并发机制，多核处理器可以将多个任务分给多个核去做，也可以将一个任务分给多个核去做，这样的并行计算就大幅度提高了服务器的数据处理能力。目前各行各业应用需求的不断提高是计算机发展的巨大推动力，大型企业的EPR、CRM等复杂应用、科学技术、政府的大型数据库管理系统、数字医疗、电信、金融等领域都需要高性能计算，以及多核技术乃至多微处理器的支持。无疑，现在是多核微处理器的时代。
1.1.2 OpenGL简介
OpenGL是一种三维应用程序接口，它与多种计算机环境兼容，如今它已成为国际上通用的开放式三维图形标准。由于其具有开源的特点并允许用户在各种平台都能良好地显示三维图形，许多在计算机界具有主导地位的公司都使用OpenGL图形标准。这是一种与硬件、测控系统、窗口系统和操作系统相独立的一系列API，可以被集成到Unix，Windows等窗口系统中。OpenGL中有大量功能强大的图形函数，通过使用这些图形函数，开发人员可以方便的绘制出3D图形并将其渲染，从而绘制出栩栩如生的三维图像。人们希望在计算机的显示器上看到各种美观的图形，或是模仿真实的三维世界，这就需要在三维空间里面进行点、线、面的绘制。在这方面，计算机图形学发挥着重要作用。计算机硬件的发展与计算机图形技术的进步息息相关，如今三维图形技术已得到迅猛的发展，在影视制作，游戏开发，三维建模等方面，人们一直在享受着三维图形技术的带来乐趣。OpenGL作为三维图形标准的杰出代表，表现出异常优越的性能。它包括建模，变换，色彩处理，光线处理、动画以及其他更先进的能力，如纹理映射、物体运动模糊效果和雾化效果等，这些能力为建立交互的三维场景提供了良好的条件[2]。
目 录
1 绪论 1
1.1课题研究的背景 1
1.1.1 云计算与多核技术 1
1.1.2 OpenGL简介 1
1.2 国内外研究状况 2
1.3 课题研究的意义 3
2 Cisco云计算的构架 4
2.1 Cisco云计算数据中心网络构架 4
2.1.1 Cisco云计算数据中心网络构架简介 4
2.1.2 设备简介 4
2.1.3 存储网络 5
2.1.4 传统网络构架与虚拟化网络构架的比较 5
2.2 Cisco UCS B 系列刀片服务器 7
2.2.1 刀片服务器简介 7
2.2.1 刀片服务器机箱简介 7
2.2.1 刀片服务器的硬件配置 8
2.2.2 刀片服务器的分类性能与特点 9
2.3 EMC VNX系列存储器简介 10
2.3.1 VNX 存储器的硬件配置 10
2.3.2 VNX存储器的性能与特点 11
2.4 UCS中的通信 11
3.1 并行计算及其条件 14
3.1.1 并行与并行计算 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
14
3.1.2 相关性 14
3.1.3 同步 14
3.1.4 并行计算中两个重要的参数 15
3.2 基于虚拟的并行计算 16
3.2.1 OpenMP 编程 16
3.2.2 基于OpenMP的程序设计示例及其性能分析 18
3.2.3 Windows多线程程序设计 19
3.2.4 基于蒙特卡洛法计算π值的程序设计 21
3.3 非虚拟UCS的并行计算 25
3.3.1 虚拟化平台简介 25
3.3.2 非虚拟UCS与虚拟UCS的比较 26
3.4 本章小结 27
4 3D造型中的并行计算 29
4.1 3D造型并行程序设计简介 29 4.2 Windows 多线程创建窗口 29
4.2.1 Windows应用程序框架搭建 29
4.2.2 Windows 多线程创建窗口实现 30
4.3 OpenGL配置 31
4.3.1 OpenGL编程环境配置 31
4.3.2 OpenGL编程基础 31
4.4 3D造型的绘制 33
4.4.1 三维旋转造型图形设计 33
4.4.2 三维扫描造型图形设计 34
4.5 多窗口环境下绘制三维机械零件的实现 35
4.6 本章小结 37
结 论 38
致 谢 39
参 考 文 献 40
1 绪论
1.1课题研究的背景
1.1.1 云计算与多核技术
计算机的硬件和网络的迅速发展，产生了一种新兴的计算模式——云计算。云计算是基于当前已相对成熟的互联网的新型计算模式，目的是将大量信息集中在一起，在强大的服务器端协同工作，这是一种新的共享计算资源的方法[1]。云服务器中一般可以配置多个CPU，每个CPU含有若干个物理核，这种多核处理器可承受大量的工作负载。多核处理器的出现是微处理器发展到一定阶段的必然产物，多核处理器体现出比同等单核处理器更高效的处理能力。区别于以往的并发机制，多核处理器可以将多个任务分给多个核去做，也可以将一个任务分给多个核去做，这样的并行计算就大幅度提高了服务器的数据处理能力。目前各行各业应用需求的不断提高是计算机发展的巨大推动力，大型企业的EPR、CRM等复杂应用、科学技术、政府的大型数据库管理系统、数字医疗、电信、金融等领域都需要高性能计算，以及多核技术乃至多微处理器的支持。无疑，现在是多核微处理器的时代。
1.1.2 OpenGL简介
OpenGL是一种三维应用程序接口，它与多种计算机环境兼容，如今它已成为国际上通用的开放式三维图形标准。由于其具有开源的特点并允许用户在各种平台都能良好地显示三维图形，许多在计算机界具有主导地位的公司都使用OpenGL图形标准。这是一种与硬件、测控系统、窗口系统和操作系统相独立的一系列API，可以被集成到Unix，Windows等窗口系统中。OpenGL中有大量功能强大的图形函数，通过使用这些图形函数，开发人员可以方便的绘制出3D图形并将其渲染，从而绘制出栩栩如生的三维图像。人们希望在计算机的显示器上看到各种美观的图形，或是模仿真实的三维世界，这就需要在三维空间里面进行点、线、面的绘制。在这方面，计算机图形学发挥着重要作用。计算机硬件的发展与计算机图形技术的进步息息相关，如今三维图形技术已得到迅猛的发展，在影视制作，游戏开发，三维建模等方面，人们一直在享受着三维图形技术的带来乐趣。OpenGL作为三维图形标准的杰出代表，表现出异常优越的性能。它包括建模，变换，色彩处理，光线处理、动画以及其他更先进的能力，如纹理映射、物体运动模糊效果和雾化效果等，这些能力为建立交互的三维场景提供了良好的条件[2]。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/zdh/2293.html
