分布式计算环境的设计与实现

论文编号:TX040        论文字数:27608,页数:46

摘  要
本课题的主要任务是实现生物计算中求解算法问题的一个分布式计算环境。由于生物计算问题的复杂性，构造一个生物计算算法的分布式计算环境是非常重要的。可以充分利用网络中的计算资源，极大地减少了计算的时间。分布式计算的思想在现今的其它一些工程计算中也是有着重要的应用。
本次设计实现了分布式计算中的多机环境以及挂接生物算法的接口。使用java中的套接字实现了任意多台计算机加入计算环境，并取得计算任务，运用java中自定义的类加载器实现了挂接生物算法的接口。本次设计的特色之一是实现了生物计算算法能以文件的形式提供给计算环境，并由计算环境促使其运行，直至计算任务的完成。
论文在介绍了分布式计算的产生背景、主要研究内容和国内外研究现状的基础上，简要介绍了要实现的算法所涉及的java与其多线程技术和算法与分布式计算的基础知识，详细论述了算法的设计思想、数据结构及具体实现，并给出了关键部分的详细实现方法，对实验结果进行了进一步验证与分析。其中算法实现部分详细介绍了如何应用多线程技术实现多机计算环境，以及应用类加载器实现算法的接口。
关键词  套接字；动态加载；多线程；生物计算；分布式

ABSTRACT
In this paper, a distributed computing environment to resolve the computing problem in computational biology is carried out. It is important to construct a distributed computing environment in computational biology for the complexity of computational biology. Thus we can take full advantage of computational resource in network and minimize the Calculating time. The concept of distributed computing also has important applications in other engineering computation.
Multiple systems in distributed computing as well as the interface of biology algorithm has been realized in this design .The socket in java was used to achieve the connecting of computers in Computing environment at discretion . Computing assignment has been accomplished. The self-defining classLoader in java actualize the interface of biology algorithm. One of the characteristics of this design is that the algorithm of computational biology can be offered to computing environment as a file, then computing environment makes it run until the completing of the mission.
In the paper, we introduce background elementary knowledge of java language, multithreading and algorithm and distributed computing involved in the algorithm accomplished, dissertate on the design philosophy, data structure and the realization of the algorithm, and supply the realization of the key concept. We also verify and analyse the experimental result further basing on the initiation background, main research contents and the current study situation of distributed computing both at home and abroad. The realization of the algorithm introduce how to use multithreading to achieve multiple computing systems, and how to use the classLoader to realize the interface of algorithm.
KEY WORDS: socket, classLoader, multithreading, computational biology, distributed system.

目录
摘  要   I
ABSTRACT   II
第一章 前  言   1
1.1 设计任务   1
1.2 研究背景   1
1.2.1 什么是网格计算   1
1.2.2 B/S体系结构   2
1.3 国内外研究现状分析   3
1.4 论文结构   4
第二章  技术选型研究   5
2.1 所用技术JAVA介绍   5
2.1.1 JAVA的历史与现状   5
2.1.2 JAVA语言的特点   6
2.2 开发工具JDK和JCreator   8
2.3 算法术语简介   8
2.3.1 套接字和端口   8
2.3.2 流  10
2.3.3 过滤器   10
2.3.4 多线程   11
2.3.5 线程池   12
2.3.6 内存管理  12
2.3.7 同步   13
2.4 开发技术简介   14
2.4.1 类装载技术   14
2.4.2 java Applet的数字签名技术   15
2.4.3 网络文件传输技术   16
2.4.4 反射技术   16
2.5本章小结  17
第三章  系统需求分析与设计  18
3.1 系统需求分析  18
3.2 系统总结设计思路   18
3.3 模块的分析和实现   20
3.1.1 服务器端   20
3.1.2 服务器端流程   27
3.1.3 客户端   28
3.1.4 客户端流程   29
3.4 本章小结  30
第四章 系统实现与演示   31
4.1 系统实现   31
4.2 系统演示  36
4.3 本章小结  37
第五章  总结与展望   38
5.1 总结   38
5.2 进一步研究   38
鸣  谢   40
参考文献   41

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