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基于MIPS平台的NUMA自动平衡算法的实现与优化的开题报告
一、选题背景
随着计算机科学技术的不断更新迭代，计算机服务器的规模不断增大，计算任务变得愈加复杂。对于大规模计算任务，其执行所需的内存、计算、带宽等系统资源会变得更加显著。执行任务的系统资源分布不同，会对计算任务的执行效率产生明显的影响。据此，建立可平衡性的计算机系统，对于执行高性能计算是核心问题之一。非一致性存储访问（NUMA）结构的系统在多CPU执行计算任务时由于存在内存和cache的访问延迟，会导致节点计算负载的不平衡。因此，提出一种基于MIPS平台的NUMA自动平衡算法的实现与优化方法，具有很高的应用价值和研究意义。
二、研究目的
本项目旨在利用MIPS架构的多CPU结构，设计并实现一种从节点内存的负载均衡算法，以达到高性能计算资源的动态分配，实现NUMA平衡，并且高效实现节点间任务负载均衡和通信负载均衡。同时考虑核心线程数量的变化，实现对CPU或NUMA节点的动态扩展和收缩，提高系统的运行效率。
三、技术路线
本项目主要利用了Point-to-Point通信结构、自主集群的计算节点构成、CPU计算模块、NUMA负载均衡模块、通信协议模块、任务调度模块等。基于MIPS多核架构，通过NUMA性能优化技术，应用cache等技术实现通信和任务之间的负载均衡以及MIPS的CPU伸缩性，提高多核计算机系统性能。本研究主要采用如下技术路线：
1.硬件模块方面，依托MIPS平台，借助其多核结构的特点。
2.计算节点组织方式，采用自主集群结构，提升计算效率。
3.负载均衡方面，参考现有的NUMA自动平衡算法理论，采用基于任务、内存等多种衡量指标的平衡策略。
4.通信协议方面，借助点对点通信结构，减小通信量，实现任务与系统之间的高效通信。
5.任务调度策略，负责节点间任务调度和负载均衡，实现计算任务的合理分配。
四、预期成果和意义
本项目的预期成果为一个基于MIPS平台的NUMA负载平衡算法，实现多核系统中节点间任务负载均衡和通信负载均衡。通过优化MIPS的CPU伸缩性，提高计算效率，使系统在处理高计算负荷和大数据量的任务时，拥有更高的计算效率和更快的处理速度。此外，此算法应用于高性能计算领域中，有着重要的意义和价值，对于进一步的研究和探索大规模计算系统相关理论和技术，都具有一定推动作用。