1、隨著自然科學的發(fā)展和計算機技術(shù)的迅速進步，科研工作對利用計算機處理信息的能力要求越來越高。例如在飛行器設(shè)計、生物醫(yī)學、勘探、氣象預(yù)報、航天、材料科學研究等傳統(tǒng)領(lǐng)域，需要高性能計算機和相應(yīng)的計算能力來完成模擬;在教育、金融等新興領(lǐng)域?qū)Ω呖煽啃?、高可用性和高平衡性計算的需求也在不斷增長。具體在對材料的物理性質(zhì)進行第一性原理分析研究時，也需要高性能的計算機進行計算。我們根據(jù)材料分析模擬的需要構(gòu)建了一組高性能計算集群，并在此基礎(chǔ)之上對ABINI

2、T程序包進行了測試并進行了材料力學性質(zhì)的第一性原理計算。
　　 首先介紹了高性能計算的背景。高性能計算一般歸類為分布式計算和并行化計算，從架構(gòu)特點上我們分別介紹了云計算、網(wǎng)格計算和Beowulf集群計算。云計算的基礎(chǔ)構(gòu)架是建立在多個服務(wù)器上的多個層次的虛擬化技術(shù)。顯然，云計算采用的是分布式架構(gòu)，同樣采用分布式架構(gòu)的還有網(wǎng)格計算。一般來說，網(wǎng)格計算會聯(lián)合很多不同用途的計算機來實現(xiàn)相同的計算目標。網(wǎng)格計算采用的核心策略是通過中介軟件

3、將一個任務(wù)分隔，在計算規(guī)模較大時，會使用成千上萬的計算機。在網(wǎng)格計算中采用了將任務(wù)分隔開來的思想，那么將這種思想更進一步完美體現(xiàn)的則是并行計算。在本文中涉及的并行計算集群是Beowulf集群，這種高性能計算集群的優(yōu)點就是在保持一定性能的前提下易于架構(gòu)。
　　 其次本論文中詳細介紹了集群所搭載的操作系統(tǒng)、硬件的選擇和軟件及其配置方法。在本文中所使用的Beowulf集群配置包括但是不僅僅局限于CentosLinux6操作系統(tǒng)，包括如

4、NFS客戶端/服務(wù)器、DHCPD、TFT服務(wù)器、SYSLINUX、XINETD、CHROOT、NTP以及PSSH等基本程序包。最終構(gòu)建起來的集群擁有一個稱為Master的管理節(jié)點，稱為Slave1、Slave2…Slave10的10個計算節(jié)點。每個計算節(jié)點都搭載6顆擁有三級緩存的CPU。
　　 在實際計算中使程序并行化的必要性。本論文對于如何針對不同計算要求，采用不同并行方式進行了詳細討論，給出了不同情況下并行效率的分析，并從子