設計方案常用7篇
為了確保事情或工作科學有序進行，往往需要預先制定好方案，方案的內容多是上級對下級或涉及面比較大的工作，一般都用帶“文件頭”形式下發(fā)。那么大家知道方案怎么寫才規(guī)范嗎？以下是小編收集整理的設計方案8篇，僅供參考，大家一起來看看吧。
設計方案 篇1
對于老年人來說，進行體育鍛煉的基本目標就是維持生活自理能力不下降。如可以自己照顧自己，可以自行購物，做家務，可以旅行，可以參加體育活動。這些生活內容的完成，需要基本的身體運動功能，如走、爬樓梯，從椅子上站起來，舉起重物，彎腰、快走或跑。這些身體運動的基本功能，需要身體的心肺功能（心肺耐力）、肌肉力量（上肢、下肢、軀干）、柔韌性、神經運動能力（靈敏性、動態(tài)平衡能力）、良好的身體成分這些方面來支持實現。
簡單實用的“椅子力量訓練”法
俗話說“人老腿先老”，這也是被科學研究所證實的。腿部力量的下降是最先開始的`，因此在這里推薦一套簡單的，在生活中就能夠開展的力量訓練方法，利用椅子進行力量訓練，側重下肢力量鍛煉，同時輔以部分上肢力量鍛煉的內容。
選擇硬質的，沒扶手和輪子的椅子，椅子高度能夠使老年人坐上去正好使腳平放在地面上，大腿和小腿互相垂直。推薦老年人就用這樣一把椅子準備開始進行力量訓練。訓練總共分7個部分，包括：①起立坐下；②模擬深蹲；③提踵（提腳跟）；④髖外展；⑤向后伸腿；⑥扶墻俯臥撐；⑦屈臂彎舉。
這套練習每周至少訓練兩次，每項訓練內容完成2~3組，隨著能力提高逐漸增加各個動作的完成次數。
1 起立坐下：發(fā)展腿部力量，動作重復10次/組。
A：坐在椅子邊緣，雙腳放在地面與肩同寬，身體微前傾。
B：雙眼注視前方，腿部用力，手臂放松，慢慢從椅子上站起來。
C：向下坐之前保持身體直立，然后臀部慢慢開始靠近椅子。
2 模擬深蹲：發(fā)展腿部和臀部力量，動作重復10次/組。
A：手扶椅背，雙腳與肩同寬站立。
B：盡量彎曲雙腿下蹲，膝蓋保持正直，不要外翻（兩個膝蓋朝外張）或者內扣（兩個膝蓋向內夾），下蹲過程，小腿可以略向前傾，注意保持膝蓋在地面的投影不要超過腳趾。
C：臀部用力慢慢站起來。
3 提踵（提腳跟）：發(fā)展小腿肌肉力量，動作重復10次/組，如需增加難度，可以撤掉椅子。
A：手扶椅背，雙腳與肩同寬站立。
B：逐漸提起腳后跟，盡力向高提，動作應該盡量慢和有所控制。提到最高點處，停頓1秒鐘，然后緩慢落下腳后跟，重復完成動作。
4 髖外展： 發(fā)展臀部深層肌肉力量，每側動作重復10次/組。
A：手扶椅背，雙腳與肩同寬站立。
B：盡可能的自然地讓左腿向外側伸展，同時保持背部和骨盆的正直，不要偏向右側。
C：返回到起始姿勢。
D：右腿按照左腿一樣的要求向外側伸展。
5 向后伸腿：發(fā)展臀部力量，每側動作重復10次/組。
A：手扶椅背，雙腳與肩同寬站立。
B：直腿盡力向后伸，直到感覺不能再向后伸為止，不要彎腰，保持身體直立。保持5秒，回到原位，然后換腿。
6 扶墻俯臥撐：發(fā)展上肢力量，動作重復10次/組。
A：站立在距離墻大約上肢長度遠的位置。雙手與肩同寬，扶在胸口高度的墻壁上，手指朝向上方。
B：保持背部挺直，逐漸彎曲雙臂，上身向墻靠攏，縮小身體與墻壁間的距離。
C：慢慢還原到起始姿勢。
7 屈臂彎舉：發(fā)展上肢力量，可以站著練習，也可以坐在椅子上完成這項練習，器材可以選用小啞鈴或者裝沙子的礦泉水瓶。每側完成3組10次。
A：手持重物，雙腳與肩同寬站立。
B：雙臂放在身體兩側，然后慢慢屈臂，使重物能夠碰到肩膀。
C：慢慢伸直手臂，放下重物。
設計方案 篇2
活動目標：
1.能掌握行進間跳的方法。
2.能聽到信號后快速做出反應。
3.能積極參與游戲活動，與同伴合作游戲，體驗游戲帶來的快樂。
活動重點：
能掌握行進間跳的'方法
活動難點：
能聽到信號后快速做出反應
活動準備：
物質準備：小椅子、大樹頭飾、兔子胸貼、青蛙胸貼
經驗準備：兒歌《抱樹》
活動過程：
一、開始部分
教師和幼兒隨音樂做熱身運動
二、基本部分
1.教師請出樹朋友，引出活動主題
師："小朋友們現在是什么季節(jié)"（春天）師："春天會有哪些我們身邊的朋友會發(fā)生變化啊"（樹、花、小鳥、小蝴蝶等等）師："今天火老師為小朋友們帶來了一個朋友，小朋友們看看是誰��？"（大樹）"小朋友們喜不喜歡樹�。�"（喜歡）"我們前幾天學過一個關于抱樹的兒歌，現在請小朋友們給客人老師讀一下。
2.玩游戲《抱樹》
�。�1）教師示范怎樣抱樹師：小朋友我們的前面有許多的樹朋友，現在老師先給小朋友們示范一遍抱樹的過程游戲玩法：教師將小椅子（樹）圍成一個圓圈，根據樹的棵樹確定參與幼兒的數量，每組幼兒要比樹多一個。游戲開始，教師讓參與活動的幼兒進入圓圈內，幼兒圍繞圓圈邊念兒歌邊走，等兒歌停下后幼兒迅速抱樹，沒有抱到樹的幼兒則站在圓圈中間等待下次機會。
游戲規(guī)則：
a.幼兒必須要在最后一句兒歌念完后才可以去抱樹。
b.幼兒在讀兒歌時必須是走或跳的。
�。�2）分組游戲教師將幼兒分成男女兩組分別游戲，讓幼兒在自主地游戲中來跟著兒歌抱樹。
教師總結
三、結束活動
幼兒和教師隨音樂做放松運動，將幼兒帶離游戲場地。
設計方案 篇3
教學目標：
1.認識本課6個生字；
2.有感情地朗讀課文；
3.從描寫父親言行的詞句中體會父親堅韌的品質和對土地的熱愛。
教學過程：
一、導入
（出示課文插圖）同學們，就在這一片荒涼的山坡上，居然有“一塊碧綠的翡翠”，這就是“父親的菜園”。
二、自讀課文；整體感知
1.父親是在什么情況下決定開墾菜園的？他又是怎樣開墾菜園的？
2.勾畫出描寫父親言行的詞句，想想從這些詞句里，你感受到了什么？
三、小組合作研討，深入理解課文
1.引導學生注意理解文中一個打比方的句子“沒有了新鮮的蔬菜，對一個普通的農家來說，就像嬰兒斷了奶”。體會菜園對我們一家的重要性。此外還要明確當時的實際情況：“在我們這里要找一塊可以當菜園的地，是相當困難的.�！�
2.引導學生抓住文中描寫父親言行的句子，結合上下文進行理解、從中體會父親在開墾菜園的過程中付出的艱辛勞動，感受父親身上表現出來的那種堅毅、自信、勤勞的品格。
四、齊讀最后一個自然段，深入領會課文內容所表達的思想
望著荒涼的山坡上那“一片碧綠的翡翠”，你此時心里最大的感受是什么？
一個人，無論做什么事情只要肯付出辛苦，遇到困難、挫折不氣餒，永遠保持自信，什么事情都能做成。
五、有感情地朗讀課文
六、布置作業(yè)
設計方案 篇4
一、學習目標：
1、學會y.w，能讀準音，認清形，在四線格中正確書寫。
2、認識整體認讀音節(jié)yi.wu.wu和它們的四聲。
3、練習y.w與音韻母a. o的拼讀及復韻母的拼音。
二、教學重點、難點：
重點：學會聲母y.w和整體認讀音節(jié)yi.wu .yu。
難點：聲母y.w與音韻母a.。o的韻母i..u.ü的區(qū)別，以y與ü相拼的規(guī)則。
三、教學過程：
一、復習。
1、抽讀聲母卡片：b p m f d t n l
2、抽讀音節(jié)卡片：zhai zhao chai chao shai shao
3、j q x 與ü相拼時的規(guī)則：
問：j q x 與ü相拼時，ü有什么變化？
二、新授：
�。ㄒ唬⒔虒Wy:
1、出示投影片：
問：圖上畫了什么？
指名說―――評議
2、指導讀音。
問：誰會讀？
追問：你是怎樣學會的？
師：對，我的借衣讀出y的音，把衣讀得輕短些就可以了。
指名讀――――指名說――――范讀――――反復齊讀
3、記憶字形：
�、儆^察樹杈的`形與y有什么聯系？
指名說―――評議（樹杈y）
②師：對，我的借樹杈的形記住y的形。
4、i與y對比：
師：過去我的學會的i是韻母i。今天學的y是聲母y。
i 讀音響亮，y 讀音輕短，它們的字形也不一樣。
（二）、教學Ｗ。
�。�、看圖，說圖意。
指名說―――評議
�。�、指導讀音。
指名讀―――指名說（你怎樣學會的）――――范讀―――齊讀
�。�、指導字形。
�。ǎ保┯^察圖形下字母的聯系。
指名說―――評議（鳥窩w）
�。�、u與w對比。 問：u與w都有那些地方不同？
�。╱是韻，w是聲母）
�。ㄈ� 教學整體認讀音節(jié)。
�。薄土�。
出示：i. u. ü. y. w
師：聲母y.w和韻母i. u. ü不能單獨成音節(jié)。它們組合在一起，成為新的整體認讀音節(jié)，y和ü組成的整體認音節(jié)yu，小ü要把點去。
順口溜：小ü有禮貌,見到y也脫帽.
�。病鍟�
yi （衣） wu（烏）yu（淤）
師：這些整體認讀音節(jié)，直接讀出，不拼讀。
范讀―――指名讀―――齊讀
�。�、學習yi wu yu的四聲。
板書：yīyíyǐyì
wūwúwǔwù
yūyúyǔyù
兩人一組練讀―――指名說（分組）―――齊讀
�。ㄈ�、y w與音韻母，復韻母的拼音。
�。�、板書：y––––a–––––ya
w––––a–––––wa
w––––o–––––wo
問：這些音節(jié)聲母和韻母分別是什么？
指名拼讀–––––范讀––––齊讀
�。�、板書：y––––ao–––––yao
y––––ou–––––you
y––––ai–––––yai
y––––ei–––––yei
(1) 分小組練讀（先說音節(jié)是由聲母是什么，韻母是什么組成的，再練讀）
(2) 指名讀――――反復齊讀
３、看圖拼讀音節(jié)。
�。ǎ保┏鍪荆簓ā zidai yúwūguī
�。ǎ玻┏鰣D：
自由試讀–––––批名讀（圖和音節(jié)對是照驗證）――――范讀–––––齊讀
�。ㄋ模�、指導書寫：
y: 占中上格；筆順：y–––––
w: 占中格；筆順：w–––––
設計方案 篇5
一、教學要求
1、知識與技能
�。�1）認讀16個生字，會寫6個生字。
�。�2）正確、流利、有感情地朗讀課文。
2、過程與方法
�。�1）在識記中擴大識字量。
�。�2）在朗讀中了解詩歌。
3、情感態(tài)度價值觀
通過朗讀培養(yǎng)熱愛學習，關心他人的情感。
二、教學重點
1、認讀16個生字，會寫6個生字。
2、正確、流利、有感情地朗讀課文。
三、教學時數
2課時
四、教學過程
第一課時
一、教學目標
1、初讀課文，了解課文大意。
2、學習生字新詞，指導學生規(guī)范地書寫生字詞。
二、教學重點、難點
1、標出詩歌共有幾節(jié)，了解每節(jié)的意思。
2、指導學生正確、流利有感情的朗讀課文。
三、教學過程
�。ㄒ唬⿲�
1、從實際談話導入。
師：同學們，今天是什么日子，大家心里有什么話要說？講一講。
2、從掛圖引入課文。
師：大家對開學第一天的感受很多，現在我們就來學習圖上的小朋友是怎樣過開學第一天的。
（二）分自然讀課文
1、要求圈出生字，認真讀一讀。
2、講講詩歌一共有幾節(jié)。
3、講講每一節(jié)講了什么內容。
�。ㄈ⿲W生匯報
1、詩歌一共4節(jié)。
2、第一節(jié)講開學第一天師生、同學們見面，十分高興。
第二節(jié)講我們升入二年級。
第三節(jié)講學校里來了許多小弟弟小妹妹。
第四節(jié)講我向小弟弟小妹妹點頭微笑。
�。ㄒ陨蟽热菘梢杂迷娭械囊粌删浠卮穑�
�。ㄋ模⿲W習生字
1、出示生字卡片。
�。�1）讀對的卡片放一邊，折去拼音測讀。
（2）讀得不準確的貼黑板，予以重點教學。
�。�3）注意點：
�、俜智濉癴”“h”：分(fēn)數(shù)帆(fān)船(chuán)仿(fǎng)佛(fú)
�、谧x好“ai”“ei”音：妹(mèi)妹(mèi)背(bèi)起(qǐ)邁(mài)步
③讀好前鼻韻母：燦(càn)爛(làn)鮮艷(yàn)分(fēn)開帆(fān)船
�、茏x好翹舌音：開始(shǐ)睜(zhēng)開
⑤其他：突(tū)然格(gé)外相(xiāng)信
�、拮x好多音字：
xiāng相信fēn分數bēi背著
相分背
xiàng相片fèn分外bèi背書
（4）出示句子測讀
�。�5）正確、流利地朗讀課文。
2、指導書寫。
�。�1）出示生字六個。
今校級弟妹奇
�。�2）組詞。
�。�3）講識記要記。
獨體字弟（八部）
左右結構纟+及→級
女+未→妹
上下結構木+交→校
大+可→奇
（五）作業(yè)
抄寫生字。
第二課時
一、教學目標
1、細讀課文，深入理解課文。
2、指導學生正確、流利、有感情的朗讀課文。
二、教學重點、難點
1、通過理解重點詞句，理解課文的內涵。
2、通過指導重點句子的朗讀，使學生領悟朗讀的方法。
�。ㄒ唬⿵土晫�
1、聽寫詞語。
今天校園年級弟弟妹妹好奇
2、再出示幾個生字進行書寫。
今校級弟妹奇
（1）組詞。
�。�2）講講識記要領。
�。�3）老師范字。
�。�4）學生書寫。
�。ǘ⿲W習課文
1、自由朗讀課文。
（1）出示以下句子，要求講出相應的小節(jié)。
�、匍_學第一天見到許多小弟弟小妹妹。第一節(jié)
�、陂_學第一天我們升入二年級。第二節(jié)
�、坶_學第一天我們很高興。第三節(jié)
�、荛_學第一天我們向小弟弟小妹妹點頭微笑。第四節(jié)
�。�2）選出自己讀得最好的小節(jié)，讀給同桌聽。
2、選幾個喜歡讀的同學示范朗讀。
3、邊評價邊進行朗讀教學。
�。�1）指名學生讀第一節(jié)。
�、僭u價他是否讀出以下幾點：
a.正確、流利。
b.讀出第一天見面的高興。
c.讀出天氣與花朵的美好。
②請喜歡讀第一節(jié)的同學一起示范讀。
③全班齊讀。
�、苤v“格外”、“分外”的意思。
a.格外、分外與十分、非常、特別意思相近。
b.進行換詞朗讀。
�。ㄊ郑�
今天的陽光（非常）燦爛。
�。ㄌ貏e）
⑤表演讀第3、4句。
�。ㄒ笞x的同學會笑臉相迎，會高興地握手等）
�。�2）指名學生讀第二節(jié)。
�、僭u價朗讀。
a.讀出升入二年級的喜悅。
b.讀出開始新學年的快樂。
�、趯W生示范讀后全班齊讀。
�、壑攸c講3、4句。
a.出示船揚帆出海的課件。
b.出示句子進行比較。
就像出海的小船，揚起新的風帆。
我要開始新的學習。
c.認識第一句比第二句好，用了比喻句，把剛升入二年級的同學比作出海的'小船，請大家用自豪的語言讀第3、4句。
�。�3）請學生讀第三節(jié)。
�、俪鍪窘虒W掛圖，找找哪幾個是小弟弟小妹妹。
�、谥v講“好奇興奮”的原因。
�、壅垘讉�同學齊讀后全班跟班。（要求讀出小弟弟小妹妹剛剛入學的興奮好奇。）
�。�4）請學生讀第四節(jié)。
�、偬岢霾焕斫獾膯栴}。
a.為什么說我仿佛突然長高了？
（因為看到比自己矮小的同學，感覺到自己長高長大了。）
b.怎樣給一年級小同學“送去大同學的溫暖”？
1、（向小弟弟小妹妹微笑致意，讓他們感受到我們的歡迎，心頭就會涌起溫暖的感覺。）
2、（愛護學校的一草一木，學校的公共財物，給一年級小同學做好榜樣。）
3、（幫助他們熟悉校園環(huán)境，給他們介紹校園設施）。
4、（在他們學習文化知識方面給予幫助，手拉手幫他們解決問題）。
�、诒硌�。
（要求展開想像，打打招呼，微微笑一笑）。
�、塾懈星榈乩首x第四節(jié)。
�。ㄒ筮吚首x邊微笑。）
�。ㄈ├首x全文。
�。ㄒ笞x出開學的幸福快樂）
�。ㄋ模┬〗Y
新的學年又開始了，我從今天開始，希望大家如詩中所說的幸福、快樂、和善。
�。ㄎ澹┳鳂I(yè)
你已經升入二年級了，經過一年的校園生活，你一定非常熟悉自己的學校，請你當一回小導游，向一年級的新同學介紹你可愛的學校，并熱情地回答他們提出的問題。
板書設計：
設計方案 篇6
活動目標
1、引導幼兒學習用連貫的語言談論自己聽過的語言,了解語言的種類。
2、幫助幼兒學會認真聽同伴談話,培養(yǎng)專注傾聽的好習慣。
活動準備 課件:錄音(不同的地方方言)
活動過程
一、教師用不同語言給小朋友問好
1.教師再說“小朋友好”時,首先用普通話,然后用幾種地方方言。
引起幼兒對語言的興趣。
2.教師:小朋友你聽懂老師剛才說的什么了嗎?
誰想來學一學用不同的語言給小朋友問好呀?
3.教師用英語或其他外語給小朋友問好
提問:你們知道我這是說的哪個國家的語言嗎?(英語)
你還懂得其他國家的語言嗎?
二、引導幼兒圍繞“語言”的話題自由交談。
1.說說自己知道的'哪個國家使用的語言。
2.教師小結幼兒的談話:世界上有幾千種語言,有漢語、英語、俄語、德語、法語、意大利語等等。
三、了解各民族、地區(qū)的語言。
1.教師:世界上有許多種語言,中國也有很多的語言,叫做“方言”
比如:山東話,廣東話、上海話、北京話等等。
你會說哪的方言?
2.播放錄音:方言
讓幼兒分別聽一聽不同地區(qū)的方言,感受語言的奧妙。
3.討論:你們方言與“普通話”有什么不同?
四、說好普通話
1、提問:我們的國家有那么多的方言,為什么要說普通話呢?
(讓幼兒結合已有經驗談一談自己外出旅游時聽不懂方言的經歷。)
2、教師小結
我國是一個多民族、多方言的國家,推廣普通話有利于增進我國各民族的交流與往來,
增強中華民族的凝聚力。
如果我們大家都會說普通話,我們走到哪里都不用為聽不懂話而發(fā)愁了,和那個民族的人都能交流了,這樣大家都很高興了是嗎?
設計方案 篇7
1多集群作業(yè)管理功能分析
是一個典型的多集群作業(yè)全局調度模型。多集群作業(yè)管理在調度時首先依據全局資源狀態(tài)選擇某個或某些合適的集群，稱為全局調度;然后作業(yè)被分配到本地某個具體的集群，按照本地的資源管理器進行作業(yè)調度，稱為本地調度;作業(yè)進入本地調度階段后，按照本地原有的隊列和調度規(guī)則進行資源分配，最終在集群各CPU上執(zhí)行。多集群作業(yè)管理的主要功能包括:用戶與權限管理、資源信息監(jiān)控、作業(yè)全局調度與管理、數據傳輸與管理。
(1)用戶與權限管理模塊。多集群作業(yè)管理系統是運行在本地HPC集群作業(yè)管理系統之上的，本地HPC集群必然有自己的用戶系統，而多集群作業(yè)管理平臺也有自己的用戶系統，必須在兩個用戶系統間設計一種用戶映射的方式，同時還要設計權限控制機制。
(2)資源信息監(jiān)控模塊。資源信息監(jiān)控管理是作業(yè)全局調度的基礎，全局調度系統在做出決策之前，必須要事先知曉各個本地集群的CPU負載和內存占用比例等狀態(tài)信息。因此，需要設計全局的資源監(jiān)控系統，負責管理和維護系統中各個集群負載的情況，為作業(yè)管理調度決策提供支持。
(3)全局作業(yè)調度與管理模塊。多集群調度的基本目標是協調和平衡集群間的工作負載。需要設計全局的作業(yè)管理和調度器，作業(yè)調度器根據各個集群機身負載信息做出調度決策，調度用戶作業(yè)到相應的本地集群，并提交給本地集群作業(yè)管理系統。同時還要為用戶設計作業(yè)狀態(tài)的訂閱及通知機制。
(4)數據傳輸與管理模塊。由于用戶作業(yè)可能被調度到任意地理位置上的集群上運行，因此，作業(yè)輸入參數和計算結果需要能夠在整個系統中透明的傳輸。同時，還要為用戶提供輸入參數上傳和計算結果下載功能。在設計機制實現透明傳輸文件的同時，還必須保證該文件傳輸的可靠性和穩(wěn)定性。
2多集群作業(yè)管理設計思路與技術方案
2．1消息中間件JMS
采用JMS［9－10］(JavaMessageService)消息中間件來進行全局作業(yè)的調度和統一管理。JMS的消息模型和通信特點在網絡很不穩(wěn)定的情況下也能保證穩(wěn)定性和可靠性，并且JMS強大的接口能力可以方便靈活的進行定制，方便根據用戶作業(yè)的資源需求及各個集群自身負載情況進行統一管理和調度。
2．1．1JMS特點及基本組成
JMS可使分布式系統的通信松散連接，即發(fā)送信息的客戶端只需要負責發(fā)送信息，接收信息的客戶端接收信息，兩個客戶端之間沒有必要是同時可用的，甚至發(fā)送客戶端都沒有必要知道接收客戶端的信息，只需要發(fā)送到接收信息的服務端。同時JMS還具有以下兩個特征:
(1)異步的，服務端可以發(fā)送信息到一個客戶端，客戶端不需要為了收到信息而請求信息。
(2)可靠的，JMSAPI保證了服務端所有發(fā)送的信息最少發(fā)送一次和只發(fā)送一次。JMS由提供者、客戶、生產者、消費者、消息、隊列、主題七個部分組成。其中，提供者指JMS的實現，可以認為是JMS消息服務器;JMS客戶指生產或消費消息的基于Java的應用程序或對象;JMS生產者是指創(chuàng)建并發(fā)送消息的JMS客戶;JMS消費者則是接收消息的JMS客戶;消息指可以在JMS客戶之間傳遞的數據的對象;另外，JMS隊列指一個容納那些被發(fā)送的等待閱讀的消息的區(qū)域，這些消息將按照順序發(fā)送。一旦一個消息被閱讀，該消息將被從隊列中移走;JMS主題指一種支持發(fā)送消息給多個訂閱者的機制。
2．1．2JMS的通信方式Java消息服務應用程序結構支持兩種模型:點對點或隊列模型、發(fā)布/訂閱模型。
(1)在點對點或隊列模型下，一個生產者向一個特定的隊列發(fā)布消息，一個消費者從該隊列中讀取消息。在這種模式下，只有一個消費者將最終獲得消息。同時，生產者不需要在接收者消費該消息期間處于運行狀態(tài)，接收者也不需要在消息發(fā)送時處于運行狀態(tài)。
(2)發(fā)布者/訂閱者模型支持向一個特定的消息主題發(fā)布消息。該模型如圖2所示，對某個消息主題感興趣的訂閱者可以訂閱并得到該主題的所有消息。同時，在發(fā)布者和訂閱者之間存在時間依賴性。發(fā)布者需要建立一個訂閱(subscription)，以便客戶能夠購訂閱。訂閱者必須保持持續(xù)的活動狀態(tài)以接收消息，除非訂閱者建立了持久的訂閱。在那種情況下，在訂閱者未連接時發(fā)布的消息將在訂閱者重新連接時重新發(fā)布。圖2JMS發(fā)布－訂閱消息模型
2．2本地集群作業(yè)管理
PBS、LSF是已有常用的單個集群作業(yè)管理系統，采用多種本地集群作業(yè)管理系統，在減少設計復雜度的同時，還可以充分滿足不同本地集群管理多樣性的需求。PBS的主要特點有:代碼開放，免費獲取，提供完整的API。LSF特點是擁有強大的可用性和資源管理功能。
2．3基于FTP的文件集中統一管理方案
由于多集群可能在地理位置上是分散的，而集群之間互聯的網絡基礎設施是不可靠和不穩(wěn)定的，用戶需要透明地上傳輸入參數并下載計算結果，而不需要關心它的輸入參數在哪個地方進行計算，以及需要到哪個地方去下載計算結果。FTP技術是比較成熟和常用的文件傳輸協議之一，文中采用基于FTP文件傳輸的集中統一管理方案。使用FTP進行文件傳輸，客戶和服務器建立連接前要經過一個“三次握手”的'過程，客戶與服務器之間的連接是可靠的，而且是面向連接的，為數據傳輸提供可靠保證。它允許用戶以文件操作的方式(如文件的增、刪、改、查、傳送等)與另一主機相互通信。集中的文件統一管理方案可設置集中式FTP服務器，瀏覽器端提交的輸入參數將傳輸給該FTP服務器，本地集群代理程序從消息服務器中獲取到相應主題作業(yè)消息，解析作業(yè)消息，得到用戶輸入參數，到該FTP服務器下載相應輸入參數到本地集群。本地集群代理程序查詢到作業(yè)計算完成以后，將計算結果上傳到該FTP服務器中，并把計算結果相關信息組裝成消息發(fā)送到消息服務器，全局作業(yè)管理器獲取到該消息，解析消息后就可以得到計算結果相關信息，此時計算結果已經在FTP服務器上，用戶可以直接下載。
3多集群作業(yè)管理框架與設計實現
3．1多集群作業(yè)管理方案框架
是文中采用的基于消息模型的多集群作業(yè)管理框架圖。在圖3中，瀏覽器負責接收用戶提交的作業(yè)描述、輸入文件上傳、作業(yè)狀態(tài)查詢、計算結果下載等功能。全局作業(yè)管理器是整個系統的核心，主要負責集中管理所有的作業(yè)，維護全局的集群系統資源負載信息，并做出相應決策，調度作業(yè)到相應的集群上運行;同時實時監(jiān)控作業(yè)狀態(tài)，給用戶提供作業(yè)狀態(tài)查詢，負責透明地將輸入文件傳遞到相應集群，計算完成以后，再透明地將計算結果傳回并透明地提供給用戶下載。消息服務器主要負責緩存全局作業(yè)管理器調度給各個集群的作業(yè)信息，以及各個集群返回的作業(yè)狀態(tài)信息。而各個集群的本地代理程序負責從消息服務器接收作業(yè)消息，并把消息解析成作業(yè)提交給本地作業(yè)提交系統，同時還負責定期查詢本地作業(yè)管理系統該作業(yè)的狀態(tài)，給消息服務器發(fā)送作業(yè)狀態(tài)信息，同時在本地計算完成以后，回傳計算結果。
3．2多集群作業(yè)管理方案設計實現
從框架圖中可以看出，該系統由六部分組成，包括作業(yè)調度模塊、資源監(jiān)控模塊、作業(yè)控制模塊、作業(yè)狀態(tài)管理模塊、消息服務器模塊、本地集群代理程序模塊。
3．2．1消息設計
這個系統中的消息分四類，第一類是作業(yè)消息，第二類是作業(yè)狀態(tài)消息，第三類是資源狀態(tài)消息，最后一類是作業(yè)控制消息。作業(yè)消息包括作業(yè)的ID、作業(yè)腳本、作業(yè)用戶名稱、需求的資源、輸入文件名稱等。作業(yè)狀態(tài)消息即作業(yè)的狀態(tài)信息，主要包括作業(yè)ID、作業(yè)狀態(tài)、作業(yè)提交時間、運行時間、完成時間等。資源狀態(tài)消息包括本地集群自身的ID、CPU計算能力、內存大小等靜態(tài)信息，以及CPU利用率、主機負載等動態(tài)信息，還包括目標系統啟動時間等信息。作業(yè)控制消息包括作業(yè)ID、作業(yè)用戶名稱、作業(yè)控制命令等。
3．2．2消息服務器設計
采用的是JMS中發(fā)布－訂閱消息服務模型作為消息服務器，類似于群發(fā)郵件的模式。消息生產者將消息發(fā)送給消息服務器，并設定一個主題，消息的消費者可以訂閱其中的一個或者多個主題，并取走相應的消息。針對某個主題的訂閱者，它必須創(chuàng)建一個訂閱之后，才能消費發(fā)布者的消息，而且還可以利用JMS的持久化的訂閱，這樣，即使訂閱者沒有被激活，它也能接收到發(fā)布者的消息。這樣就保證了在基礎設施網絡不穩(wěn)定的情況下，消息也不會被扔掉，保證了系統的可靠性和穩(wěn)定性。消息服務器中消息主題的設計主要按本地集群編號和消息本身類型設計，及如果有n套本地集群，那么消息主題總數量為4*n。消息服務器中消息主題設計如表1所示。
3．2．3多集群系統資源監(jiān)控設計
本地資源監(jiān)控是多集群作業(yè)調度管理的基礎，能為錯誤檢測、資源優(yōu)化配置和作業(yè)調度等提供重要的依據和參考。然而，不同本地監(jiān)控系統存在著不兼容的描述或者含糊的定義，可能導致最終監(jiān)控信息不準確［11－12］。需要設計一種資源信息公共的表示方法，使得原有集群的監(jiān)控信息轉換成規(guī)范格式、形成一致的數據提供者。多集群系統資源監(jiān)控的核心工作是本地監(jiān)控信息數據采集轉換及信息組織。統一規(guī)范的集群監(jiān)控信息包括本地集群自身ID、CPU頻率等靜態(tài)信息，以及CPU利用率、內存占用率等動態(tài)信息。本地集群代理程序是守護進程，會定期向本地集群發(fā)送監(jiān)控查詢請求，并將返回的監(jiān)控結果轉換成設計的統一規(guī)范的監(jiān)控信息，組裝成消息，發(fā)送給消息服務器。其基本算法流程描述如下:
(1)啟動本地監(jiān)控系統;
(2)本地守護進程從本地監(jiān)控系統發(fā)送監(jiān)控查詢請求;
(3)本地守護進程獲得返回結果以后，解析返回結果，組裝成設計好的統一規(guī)范的監(jiān)控信息格式;
(4)本地守護進程將該實時監(jiān)控信息發(fā)送給消息服務器;
(5)代理程序睡眠一段時間，醒來后返回第二步。當全局作業(yè)管理器發(fā)現消息服務器中相應主題有新消息達到，將自動獲取該消息，并添加到全局資源監(jiān)控數據結構中。
3．2．4多集群作業(yè)調度模塊設計
多集群的作業(yè)調度器采用基于全局－本地的兩級調度機制，即全局調度和本地調度［13－14］。每級調度都由相應的隊列和調度器完成，局部調度由本地資源管理器提供，因此文中主要關注全局調度。實現全局調度的基本手段是定義若干全局的作業(yè)隊列，包括就緒隊列、運行隊列、完成隊列。這些全局作業(yè)隊列由全局調度器管理。作業(yè)最終經過全局調度－本地調度－CPU調度，形成了不同層次的調度。作業(yè)調度的流程設計描述如下:
(1)接收瀏覽器端用戶提交的作業(yè)請求描述和調度說明，組裝成作業(yè)對象，加入到就緒隊列之中。
(2)通過監(jiān)控信息系統得到系統運行狀態(tài)，提供資源的使用狀況及所運行作業(yè)的狀態(tài)查詢功能。
(3)分析作業(yè)請求描述及調度說明，匹配可用資源，得到候選資源集合。
(4)根據調度策略調度算法實現作業(yè)到特定集群資源的匹配，將作業(yè)轉發(fā)到消息服務器上，同時作業(yè)從就緒隊列中出隊，加入到運行隊列中。
(5)相應的本地守護進程從消息服務器取出作業(yè)請求描述消息，提交給本地作業(yè)調度器，并最終將作業(yè)分配到具體的處理機上運行。
3．2．5作業(yè)控制及狀態(tài)管理模塊設計
作業(yè)控制、作業(yè)狀態(tài)管理也是作業(yè)管理的重要組成部分。作業(yè)控制消息發(fā)送到消息服務器，相應的本地集群代理程序獲取到該控制消息，并提交本地作業(yè)管理軟件。本地集群代理程序定期向本地作業(yè)管理軟件發(fā)送作業(yè)狀態(tài)查詢請求，如果發(fā)現作業(yè)狀態(tài)發(fā)生改變，將狀態(tài)消息發(fā)送到消息服務器，全局作業(yè)管理器獲取到該消息，解析該消息，將相應作業(yè)從運行隊列中取出，加入到完成隊列。
4結束語
文中結合中國教育科研網格材料高性能計算服務門戶系統項目建設背景，就如何整合不同時期、不同地域建設的高性能計算集群，提高各計算集群資源利用率，使用戶可以通過提供的統一平臺訪問和使用這些高性能計算資源展開討論。設計并實現了一種采用消息模型的多集群作業(yè)管理方案。該方案可以根據用戶作業(yè)的資源需求及各個集群自身負載情況進行統一管理和調度。筆者基于這個原理設計并實現了該原型系統。采用該方案設計實現的多集群任務管理系統性能穩(wěn)定，能實現多集群資源監(jiān)控、資源管理、作業(yè)調度、作業(yè)控制、數據管理等功能�？缂鹤鳂I(yè)管理實現了不同集群利用率均衡的同時，有效解決了在資源異構及網絡環(huán)境不可靠條件下的系統穩(wěn)定性問題，顯著提高了多集群系統作業(yè)吞吐能力。
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