摘要 随着国家气象领域对高性能计算技术要求的不断升高，高性能计算技术为我国的科技做出巨大的贡献。本文从简述国内高性能计算的发展情况入手，介绍了气象领域应用的需求及特点，分析了气象中心SCDHPCRMM系统。
关键词 高性能；计算技术；气象领域
中图分类号TP39 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）121-0231-02
气象行业对于高性能计算的需求较为强烈，它的主要作用是应用在天气预报层次的业务运行上。因为高性能计算资源一直匮乏，这也成为制约天气预报事业发展的重要障碍。现阶段，随着高性能计算技术的快速发展，高性能计算技术在很多领域得到广泛的应用，特别是在气象领域中起到了不可忽视的作用。高性能计算技术中最为重要的问题是资源的分配及高效的管理，该项研究已经引起很多研究者的高度重视。为了提升灾害性天气预报的准确度，气象局决定采用高端的技术创建一套具有超强适用性的方案。高性能计算技术已经成为衡量一个国家综合国力和国际竞争力的指标。
1简述高性能计算的发展情况
高性能计算是一种比较高端的科学研究手段，其不断的发展和应用，对于经济发展及贡献度的提升，表明科技和经济水平的发展已经进入高层次的发展水平。自计算机问世以来，高性能计算机应用和高性能计算机技术的改革和发展有着密不可分的关系。高性能计算机的研制成功为高性能计算机技术的应用提供了必备的物质基础和工具支撑，应用开发也进一步推进了高性能计算机的发展。现阶段，高性能计算机都涉及到核武器研究、石油勘探、医疗事业、气象、灾害预报等多个领域。高性能计算机的应用成为促进科技快速发展的重要工具。
2气象领域应用的需求及特点
2.1应用特点
1）气象系统流程复杂多变，运行时间较长。气象领域涉及到不同数据的处理、模式的计算，某些环节展开计算的时间可能出现较长的时间，气象系统不同模块之间具有比较复杂的相互依赖关系。气象领域的业务系统每天会定时的循环工作。因为气象部门每天都必须向用户预报当天的情况，所以业务系统必须每天进行定时循环工作。
2）气象预报的模式必须要求结果准确，所以必须设定好较高的分辨率，物理过程细致，初始资料精准，这时计算工作量就会加大，也要适应预报的时效。这样的要求机器就必须在快速的时间内进行模式的计算，这就要求机器必须具有较高的可靠性。进行计算是在三维的模式下展开，分辨率如果上升一倍，那么计算量就会增加8（23）倍。气象预报业务通常采用模块化的设计，不同模块之间具有松散耦合的关系，模块运用shell脚本进行有关参数及相关功能的调用。
2.2功能需求
根据气象系统的特点要求，气象高性能计算必须有一整套完整的流程描述，可以清晰的叙述气象数值预报所牵涉到的不同流程及定义业务的组合关系。分析气象系统模块化设计的特点得出，高性能计算用户环境必须采用shell脚本作为最小的监控单位，从而屏蔽导致某些程序模块出现的用户环境的改变，强化高性能计算用户环境的维护性和扩展性。高性能计算业务必须为气象系统配备一个引擎系统，依据流程定义从而达到自行调动实际作业的目的。也可以监控气象系统的流程执行情况，随时给出容错功能。高性能计算机必须为气象领域提供一个图形化的监控管理界面，可以允许Web界面通过远程达到对气象预报流程的监控和管理功能。可以为气象流程目前的执行情况和执行的信息等给出一个清晰的图形化显示。
3气象中心SCDHPCRMM系统
3.1高性能计算资源监视系统
气象高性能计算用户环境中的监控系统划分为业务流程、调度执行器、插入式监控组件、消息收集器四个部分。用户在编制业务流程的文件时，会依据监控流程的要求，在对应的业务系统中穿插监控的元素；调度执行器做完业务流程文件的解析之后，随后依据业务流程生成监控状态的信息表；业务流程已经定义好的监控元素和监控组件相互对应，在运行过程中会向信息总线发送状态从而对信息进行更新；消息总线整合运行过程中通过监控部件发送到监控状态的信息，随后把监控装态的信息表进行相对应的更新。
3.2高性能计算资源管理模块
1）模块构架。高性能计算资源管理模块可以划分为用户接口、资源管理、服务器及作业调度系统三个部分。开发了以Web界面的用户接口，用户可以采用相应交互的命令或在门户管理资源上查询想要获取的情况。资源管理又可以划分为资源分配与统计、计算资源记账信息库及用户三个部分。资源分配采用GCU作为计算单位实现对资源用户的分配。资源数量的分配必须根据资源分配管理规定展开，从资源使用者的特点和使用情况入手，达到合理的预分配和计算。根据时间、用户等方式对使用的资源进行粗、细粒度的统计工作。
2）高性能计算资源程序设计。高性能资源程序的设计必须满足用户对高性能计算资源的要求，可以动态的跟踪资源的使用精、细度的统计结果，可以根据用户、机械等情况对资源的使用情况随时查询，并能快速使用资源控制办法，对计算资源的使用信息进行准时的上传。计算资源统计程序安装在bccdgridsvr服务器的/grid/resourcemanager/bin目录中。
高效方便的高性能计算技术关系着高性能计算资源是否可以得到高效的分配和利用。系统管理人员可以通过SCDHPCRMM系统达到对用户、机器等各个方面的监控和统计。高性能计算系统的监视和统计结果可以指导系统管理员对资源进行科学的分配和调度，这为管理部门提供决策的有效依据。
参考文献
[1]黄瑞芳，刘俊铖，鲍振华，等.气象海洋高性能计算机测评系统研究与实现[J].成都信息工程学院学报，2012，27（2）：157-161.
[2]尹万旺，杨以军，周明忠，等.SW-MPIFT在气象领域的应用[J].计算机工程与应用，2006，42（23）：186-187，207.
[3]魏敏，孙婧，沈瑜，等.高性能计算系统性能评测方法及其应用[J].应用气象学报，2013（6）：753-760.
[4]邢帆.高性能计算的应用突破[J].中国信息化，2014（1）：52-53.