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基于虚实结合实验室的仿真计算集群的研究的任务书
一、研究背景及意义
计算机仿真技术在科学研究、工程设计、产品开发、生产管理等领域已得到广泛应用。随着科技水平的不断提高，仿真技术在各个领域的应用也越来越广泛。而计算集群作为一种高性能并行计算的解决方案，在仿真计算方面的发挥潜力尚未完全被挖掘。本次研究的目标在于基于虚实结合实验室的仿真计算集群的研究，探索如何在集群计算中实现对仿真的高效处理，提升仿真计算的速度和准确度，以满足科学研究、工程设计等领域的需求，具有重要的理论和应用意义。
二、研究内容和方法
（一）研究内容
本次研究将基于虚实结合实验室，结合集群计算技术，探索如何实现仿真计算集群的高效处理。具体研究内容如下：
1.研究基于虚实结合实验室的仿真计算集群架构，设计合适的节点、网络、存储等设施，建立系统性能指标。
2.设计并实现基于集群计算的仿真算法，包括传统的有限元/差分方法、粒子法、混合模型等，同时考虑算法的并行度，以提高仿真计算效率。
3.针对仿真计算集群，研究任务分配和调度策略，提高集群计算的并行效率和实时性，减少仿真计算完成的时间成本。
4.开发仿真计算集群的管理与监控系统，实现集群的资源调度和管理，对集群的节点负载、网络带宽、存储空间等进行实时监控和管理。
5.基于实际工程问题，进行仿真计算案例研究，验证系统的性能、可靠性和高效性。
（二）研究方法
本次研究主要采用以下方法：
1.理论研究法。综合考虑虚实结合实验室资源、集群计算技术以及仿真计算算法等多个方面的因素，设计仿真计算集群架构，提出适用于集群计算的仿真算法。并对任务分配和调度策略、集群管理监控系统等进行分析和研究。
2.实验研究法。通过实际搭建虚实结合实验室和集成集群计算系统，开展仿真计算的相关实验，收集和分析仿真计算数据，并根据数据分析结果对相关参数进行优化和调整。
3.实例分析法。利用实际工程问题进行仿真计算案例研究，通过对实际问题的模拟验证仿真计算集群的性能、可靠性和高效性，对系统进行评估。
三、预期结果
预计本次研究可获得以下预期结果：
1.设计和开发一个高效的仿真计算集群系统，并建立系统性能指标，对仿真计算效率的提升以及系统的稳定性等作出验证。
2.设计和实现适用于集群计算的仿真算法，提高仿真计算效率和准确性。
3.制定和测试任务分配和调度策略，提高集群计算并行效率和实时性。
4.开发仿真计算集群的管理与监控系统，并对集群的节点负载、网络带宽、存储空间等进行实时监控和管理。
5.在实际工程问题中进行仿真计算案例研究，分析仿真计算集群的性能、可靠性和高效性，对系统进行评估。
四、时间安排
时间节点完成内容
第1年
前三月
制定研究计划，开展文献研究，初步分析系统构架
中间三月
搭建虚实结合实验室并构建集群计算系统
后三月
设计基于集群计算的仿真算法
第2年
前三月
制定仿真计算集群任务分配和调度策略
中间三月
开发仿真计算集群的管理与监控系统
后三月
实际工程问题模拟仿真计算并分析数据
第3年
前三月
对系统进行评估
中间三月
优化和调整仿真计算集群系统参数
后三月
完成论文撰写及答辩
五、预期经费
本研究预计总经费为100万元，其中包括设备购置费、实验费、材料费、交通补贴、研究生学费等费用。
六、研究团队及分工
本研究团队由1名项目负责人、2名核心成员、3名实验室技术人员和2名研究生组成，主要分工如下：
项目负责人：主持研究工作，负责研究计划的制定和实施，组织并协调各项工作。
核心成员：分别负责仿真算法的设计、集群任务分配和调度策略的设计、仿真计算集群的管理与监控系统开发工作。
实验室技术人员：承担实验室环境的搭建和运营，提供技术支持。
研究生：承担仿真算法的实现和测试工作，配合各成员完成研究任务。
七、结论
本次研究将综合虚实结合实验室的资源和集群计算技术，设计和开发一个高效的仿真计算集群系统，并对系统进行评估。本研究期待获得可靠的仿真计算集群解决方案，可为科学研究、工程设计等领域提供高效可行的仿真平台。