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仿真计算集群任务调度

共计 30 章节
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01
课程导入与仿真计算集群概览
目标=仿真计算的任务特征 · 集群体系结构 · 调度问题的定义与核心挑战
课程导入仿真计算集群概览
02
仿真任务建模与调度需求分析
目标=将仿真作业抽象为任务图 · 资源需求模型 · 优先级与截止时间约束
仿真任务建模调度需求分析
03
集群资源管理与调度器架构
目标=计算节点 · 队列 · 分区
集群资源管理调度器架构
04
批处理调度基础
目标=FIFO · 优先级队列 · 回填调度
批处理调度基础FIFO
05
Slurm调度系统实战
目标=Slurm架构 · 常用命令（sbatch · squeue
Slurm调度系统实战
06
PBS/Torque与LSF调度系统对比
目标=其他主流调度器的配置方式 · 作业脚本编写 · 调度策略差异
PBS/TorqueLSF
07
作业脚本与提交模板设计
目标=为典型仿真软件（如OpenFO… · Abaqus · GROMACS）编写可复用作业脚本
作业脚本提交模板设计
08
资源请求与分配策略
目标=CPU核数 · 内存 · GPU
资源请求分配策略
09
任务依赖与工作流调度
目标=使用依赖关系（afterok · afterany）构建仿真前后处理链 · 结合工作流工具（Snakemake
任务依赖工作流调度
10
数组作业与参数扫描调度
目标=利用作业数组高效提交大量参数扫… · 管理并发度 · 结果收集与失败重试
数组作业参数扫描调度
11
MPI并行仿真任务的调度
目标=MPI作业的资源分配 · 进程绑定 · 网络拓扑感知调度
MPI并行仿真任务的调…
12
GPU加速仿真任务的调度
目标=GPU资源管理 · CUDA/OpenACC作业提交 · GPU共享与独占策略
GPU加速仿真任务的调…
13
容器化仿真任务调度
目标=Singularity/App… · 容器镜像构建 · 挂载与调度集成
容器化仿真任务调…Singularity/…
14
调度策略与性能指标
目标=吞吐量 · 周转时间 · 等待时间
调度策略性能指标
15
回填调度深入与优化
目标=回填窗口计算 · 预留资源 · 保守回填与激进回填的权衡
回填调度深入优化
16
公平共享与账户配额管理
目标=多用户/多项目场景下的公平共享… · 账户层级 · 配额限制与优先级调整
公平共享账户配额管理
17
抢占与优先级调度
目标=抢占策略 · 检查点/重启机制 · 高优先级仿真任务的紧急调度
抢占优先级调度
18
动态资源分配与弹性调度
目标=根据负载动态调整节点分配 · 自动伸缩策略 · 云 bursting 与混合集群调度
动态资源分配弹性调度
19
仿真任务性能分析与瓶颈定位
目标=使用性能工具（perf · TAU · Vampir）分析仿真作业在集群上的…
仿真任务性能分析瓶颈定位
20
调度日志与监控体系
目标=解析Slurm/PBS日志 · 使用Grafana/Promethe… · 作业历史分析
调度日志监控体系
21
故障处理与容错调度
目标=节点故障 · 作业失败 · 网络异常的处理策略
故障处理容错调度
22
多集群与跨站点调度
目标=联邦集群 · 网格调度 · 跨站点作业提交与数据移动
多集群跨站点调度
23
云上仿真集群调度
目标=在AWS/Azure/阿里云上… · 使用云原生调度器（Kubernete… · AWS Batch）调度仿真任务
云上仿真集群调度AWS/Azure
24
机器学习辅助调度
目标=使用强化学习 · 启发式搜索预测作业运行时间与资源需求 · 实现智能调度决策
机器学习辅助调度目标=使用强化学…
25
调度模拟与仿真
目标=使用SimGrid · Slurm仿真模式等工具对调度策略进… · 降低生产环境试错成本
调度模拟仿真
26
大规模仿真任务调度案例
目标=天气预测 · 流体仿真 · 药物筛选等大规模仿真场景的调度方案设…
大规模仿真任务调…目标=天气预测
27
调度策略调优实战
目标=针对给定仿真负载 · 调整Slurm配置参数（优先级 · 回填
调度策略调优实战目标=针对给定仿…
28
构建自动化调度流水线
目标=集成GitLab CI/CD · Jenkins与集群调度器 · 实现仿真任务的自动提交
构建自动化调度流…GitLab
29
调度安全与合规
目标=作业隔离 · 数据安全 · 用户认证与授权
调度安全合规
30
课程总结与前沿展望
目标=回顾核心调度技术 · 探讨量子计算 · 异构计算
课程总结前沿展望