设计方案常用7篇
为了确保事情或工作科学有序进行，往往需要预先制定好方案，方案的内容多是上级对下级或涉及面比较大的工作，一般都用带“文件头”形式下发。那么大家知道方案怎么写才规范吗？以下是小编收集整理的设计方案8篇，仅供参考，大家一起来看看吧。
设计方案 篇1
对于老年人来说，进行体育锻炼的基本目标就是维持生活自理能力不下降。如可以自己照顾自己，可以自行购物，做家务，可以旅行，可以参加体育活动。这些生活内容的完成，需要基本的身体运动功能，如走、爬楼梯，从椅子上站起来，举起重物，弯腰、快走或跑。这些身体运动的基本功能，需要身体的心肺功能（心肺耐力）、肌肉力量（上肢、下肢、躯干）、柔韧性、神经运动能力（灵敏性、动态平衡能力）、良好的身体成分这些方面来支持实现。
简单实用的“椅子力量训练”法
俗话说“人老腿先老”，这也是被科学研究所证实的。腿部力量的下降是最先开始的`，因此在这里推荐一套简单的，在生活中就能够开展的力量训练方法，利用椅子进行力量训练，侧重下肢力量锻炼，同时辅以部分上肢力量锻炼的内容。
选择硬质的，没扶手和轮子的椅子，椅子高度能够使老年人坐上去正好使脚平放在地面上，大腿和小腿互相垂直。推荐老年人就用这样一把椅子准备开始进行力量训练。训练总共分7个部分，包括：①起立坐下；②模拟深蹲；③提踵（提脚跟）；④髋外展；⑤向后伸腿；⑥扶墙俯卧撑；⑦屈臂弯举。
这套练习每周至少训练两次，每项训练内容完成2~3组，随着能力提高逐渐增加各个动作的完成次数。
1 起立坐下：发展腿部力量，动作重复10次/组。
A：坐在椅子边缘，双脚放在地面与肩同宽，身体微前倾。
B：双眼注视前方，腿部用力，手臂放松，慢慢从椅子上站起来。
C：向下坐之前保持身体直立，然后臀部慢慢开始靠近椅子。
2 模拟深蹲：发展腿部和臀部力量，动作重复10次/组。
A：手扶椅背，双脚与肩同宽站立。
B：尽量弯曲双腿下蹲，膝盖保持正直，不要外翻（两个膝盖朝外张）或者内扣（两个膝盖向内夹），下蹲过程，小腿可以略向前倾，注意保持膝盖在地面的投影不要超过脚趾。
C：臀部用力慢慢站起来。
3 提踵（提脚跟）：发展小腿肌肉力量，动作重复10次/组，如需增加难度，可以撤掉椅子。
A：手扶椅背，双脚与肩同宽站立。
B：逐渐提起脚后跟，尽力向高提，动作应该尽量慢和有所控制。提到最高点处，停顿1秒钟，然后缓慢落下脚后跟，重复完成动作。
4 髋外展： 发展臀部深层肌肉力量，每侧动作重复10次/组。
A：手扶椅背，双脚与肩同宽站立。
B：尽可能的自然地让左腿向外侧伸展，同时保持背部和骨盆的正直，不要偏向右侧。
C：返回到起始姿势。
D：右腿按照左腿一样的要求向外侧伸展。
5 向后伸腿：发展臀部力量，每侧动作重复10次/组。
A：手扶椅背，双脚与肩同宽站立。
B：直腿尽力向后伸，直到感觉不能再向后伸为止，不要弯腰，保持身体直立。保持5秒，回到原位，然后换腿。
6 扶墙俯卧撑：发展上肢力量，动作重复10次/组。
A：站立在距离墙大约上肢长度远的位置。双手与肩同宽，扶在胸口高度的墙壁上，手指朝向上方。
B：保持背部挺直，逐渐弯曲双臂，上身向墙靠拢，缩小身体与墙壁间的距离。
C：慢慢还原到起始姿势。
7 屈臂弯举：发展上肢力量，可以站着练习，也可以坐在椅子上完成这项练习，器材可以选用小哑铃或者装沙子的矿泉水瓶。每侧完成3组10次。
A：手持重物，双脚与肩同宽站立。
B：双臂放在身体两侧，然后慢慢屈臂，使重物能够碰到肩膀。
C：慢慢伸直手臂，放下重物。
设计方案 篇2
活动目标：
1.能掌握行进间跳的方法。
2.能听到信号后快速做出反应。
3.能积极参与游戏活动，与同伴合作游戏，体验游戏带来的快乐。
活动重点：
能掌握行进间跳的'方法
活动难点：
能听到信号后快速做出反应
活动准备：
物质准备：小椅子、大树头饰、兔子胸贴、青蛙胸贴
经验准备：儿歌《抱树》
活动过程：
一、开始部分
教师和幼儿随音乐做热身运动
二、基本部分
1.教师请出树朋友，引出活动主题
师："小朋友们现在是什么季节"（春天）师："春天会有哪些我们身边的朋友会发生变化啊"（树、花、小鸟、小蝴蝶等等）师："今天火老师为小朋友们带来了一个朋友，小朋友们看看是谁啊？"（大树）"小朋友们喜不喜欢树啊！"（喜欢）"我们前几天学过一个关于抱树的儿歌，现在请小朋友们给客人老师读一下。
2.玩游戏《抱树》
（1）教师示范怎样抱树师：小朋友我们的前面有许多的树朋友，现在老师先给小朋友们示范一遍抱树的过程游戏玩法：教师将小椅子（树）围成一个圆圈，根据树的棵树确定参与幼儿的数量，每组幼儿要比树多一个。游戏开始，教师让参与活动的幼儿进入圆圈内，幼儿围绕圆圈边念儿歌边走，等儿歌停下后幼儿迅速抱树，没有抱到树的幼儿则站在圆圈中间等待下次机会。
游戏规则：
a.幼儿必须要在最后一句儿歌念完后才可以去抱树。
b.幼儿在读儿歌时必须是走或跳的。
（2）分组游戏教师将幼儿分成男女两组分别游戏，让幼儿在自主地游戏中来跟着儿歌抱树。
教师总结
三、结束活动
幼儿和教师随音乐做放松运动，将幼儿带离游戏场地。
设计方案 篇3
教学目标：
1.认识本课6个生字；
2.有感情地朗读课文；
3.从描写父亲言行的词句中体会父亲坚韧的品质和对土地的热爱。
教学过程：
一、导入
（出示课文插图）同学们，就在这一片荒凉的山坡上，居然有“一块碧绿的翡翠”，这就是“父亲的菜园”。
二、自读课文；整体感知
1.父亲是在什么情况下决定开垦菜园的？他又是怎样开垦菜园的？
2.勾画出描写父亲言行的词句，想想从这些词句里，你感受到了什么？
三、小组合作研讨，深入理解课文
1.引导学生注意理解文中一个打比方的句子“没有了新鲜的蔬菜，对一个普通的农家来说，就像婴儿断了奶”。体会菜园对我们一家的重要性。此外还要明确当时的实际情况：“在我们这里要找一块可以当菜园的地，是相当困难的.。”
2.引导学生抓住文中描写父亲言行的句子，结合上下文进行理解、从中体会父亲在开垦菜园的过程中付出的艰辛劳动，感受父亲身上表现出来的那种坚毅、自信、勤劳的品格。
四、齐读最后一个自然段，深入领会课文内容所表达的思想
望着荒凉的山坡上那“一片碧绿的翡翠”，你此时心里最大的感受是什么？
一个人，无论做什么事情只要肯付出辛苦，遇到困难、挫折不气馁，永远保持自信，什么事情都能做成。
五、有感情地朗读课文
六、布置作业
设计方案 篇4
一、学习目标：
1、学会y.w，能读准音，认清形，在四线格中正确书写。
2、认识整体认读音节yi.wu.wu和它们的四声。
3、练习y.w与音韵母a. o的拼读及复韵母的拼音。
二、教学重点、难点：
重点：学会声母y.w和整体认读音节yi.wu .yu。
难点：声母y.w与音韵母a.。o的韵母i..u.ü的区别，以y与ü相拼的规则。
三、教学过程：
一、复习。
1、抽读声母卡片：b p m f d t n l
2、抽读音节卡片：zhai zhao chai chao shai shao
3、j q x 与ü相拼时的规则：
问：j q x 与ü相拼时，ü有什么变化？
二、新授：
（一）、教学y:
1、出示投影片：
问：图上画了什么？
指名说―――评议
2、指导读音。
问：谁会读？
追问：你是怎样学会的？
师：对，我的借衣读出y的音，把衣读得轻短些就可以了。
指名读――――指名说――――范读――――反复齐读
3、记忆字形：
①观察树杈的`形与y有什么联系？
指名说―――评议（树杈y）
②师：对，我的借树杈的形记住y的形。
4、i与y对比：
师：过去我的学会的i是韵母i。今天学的y是声母y。
i 读音响亮，y 读音轻短，它们的字形也不一样。
（二）、教学Ｗ。
１、看图，说图意。
指名说―――评议
２、指导读音。
指名读―――指名说（你怎样学会的）――――范读―――齐读
３、指导字形。
（１）观察图形下字母的联系。
指名说―――评议（鸟窝w）
４、u与w对比。 问：u与w都有那些地方不同？
（u是韵，w是声母）
（三）、 教学整体认读音节。
１、复习。
出示：i. u. ü. y. w
师：声母y.w和韵母i. u. ü不能单独成音节。它们组合在一起，成为新的整体认读音节，y和ü组成的整体认音节yu，小ü要把点去。
顺口溜：小ü有礼貌,见到y也脱帽.
２、板书：
yi （衣） wu（乌）yu（淤）
师：这些整体认读音节，直接读出，不拼读。
范读―――指名读―――齐读
３、学习yi wu yu的四声。
板书：yīyíyǐyì
wūwúwǔwù
yūyúyǔyù
两人一组练读―――指名说（分组）―――齐读
（三）、y w与音韵母，复韵母的拼音。
１、板书：y––––a–––––ya
w––––a–––––wa
w––––o–––––wo
问：这些音节声母和韵母分别是什么？
指名拼读–––––范读––––齐读
２、板书：y––––ao–––––yao
y––––ou–––––you
y––––ai–––––yai
y––––ei–––––yei
(1) 分小组练读（先说音节是由声母是什么，韵母是什么组成的，再练读）
(2) 指名读――――反复齐读
３、看图拼读音节。
（１）出示：yā zidai yúwūguī
（２）出图：
自由试读–––––批名读（图和音节对是照验证）――――范读–––––齐读
（四）、指导书写：
y: 占中上格；笔顺：y–––––
w: 占中格；笔顺：w–––––
设计方案 篇5
一、教学要求
1、知识与技能
（1）认读16个生字，会写6个生字。
（2）正确、流利、有感情地朗读课文。
2、过程与方法
（1）在识记中扩大识字量。
（2）在朗读中了解诗歌。
3、情感态度价值观
通过朗读培养热爱学习，关心他人的情感。
二、教学重点
1、认读16个生字，会写6个生字。
2、正确、流利、有感情地朗读课文。
三、教学时数
2课时
四、教学过程
第一课时
一、教学目标
1、初读课文，了解课文大意。
2、学习生字新词，指导学生规范地书写生字词。
二、教学重点、难点
1、标出诗歌共有几节，了解每节的意思。
2、指导学生正确、流利有感情的朗读课文。
三、教学过程
（一）导入
1、从实际谈话导入。
师：同学们，今天是什么日子，大家心里有什么话要说？讲一讲。
2、从挂图引入课文。
师：大家对开学第一天的感受很多，现在我们就来学习图上的小朋友是怎样过开学第一天的。
（二）分自然读课文
1、要求圈出生字，认真读一读。
2、讲讲诗歌一共有几节。
3、讲讲每一节讲了什么内容。
（三）学生汇报
1、诗歌一共4节。
2、第一节讲开学第一天师生、同学们见面，十分高兴。
第二节讲我们升入二年级。
第三节讲学校里来了许多小弟弟小妹妹。
第四节讲我向小弟弟小妹妹点头微笑。
（以上内容可以用原诗中的一两句回答）。
（四）学习生字
1、出示生字卡片。
（1）读对的卡片放一边，折去拼音测读。
（2）读得不准确的贴黑板，予以重点教学。
（3）注意点：
①分清“f”“h”：分(fēn)数(shù)帆(fān)船(chuán)仿(fǎng)佛(fú)
②读好“ai”“ei”音：妹(mèi)妹(mèi)背(bèi)起(qǐ)迈(mài)步
③读好前鼻韵母：灿(càn)烂(làn)鲜艳(yàn)分(fēn)开帆(fān)船
④读好翘舌音：开始(shǐ)睁(zhēng)开
⑤其他：突(tū)然格(gé)外相(xiāng)信
⑥读好多音字：
xiāng相信fēn分数bēi背着
相分背
xiàng相片fèn分外bèi背书
（4）出示句子测读
（5）正确、流利地朗读课文。
2、指导书写。
（1）出示生字六个。
今校级弟妹奇
（2）组词。
（3）讲识记要记。
独体字弟（八部）
左右结构纟+及→级
女+未→妹
上下结构木+交→校
大+可→奇
（五）作业
抄写生字。
第二课时
一、教学目标
1、细读课文，深入理解课文。
2、指导学生正确、流利、有感情的朗读课文。
二、教学重点、难点
1、通过理解重点词句，理解课文的内涵。
2、通过指导重点句子的朗读，使学生领悟朗读的方法。
（一）复习导入
1、听写词语。
今天校园年级弟弟妹妹好奇
2、再出示几个生字进行书写。
今校级弟妹奇
（1）组词。
（2）讲讲识记要领。
（3）老师范字。
（4）学生书写。
（二）学习课文
1、自由朗读课文。
（1）出示以下句子，要求讲出相应的小节。
①开学第一天见到许多小弟弟小妹妹。第一节
②开学第一天我们升入二年级。第二节
③开学第一天我们很高兴。第三节
④开学第一天我们向小弟弟小妹妹点头微笑。第四节
（2）选出自己读得最好的小节，读给同桌听。
2、选几个喜欢读的同学示范朗读。
3、边评价边进行朗读教学。
（1）指名学生读第一节。
①评价他是否读出以下几点：
a.正确、流利。
b.读出第一天见面的高兴。
c.读出天气与花朵的美好。
②请喜欢读第一节的同学一起示范读。
③全班齐读。
④讲“格外”、“分外”的意思。
a.格外、分外与十分、非常、特别意思相近。
b.进行换词朗读。
（十分）
今天的阳光（非常）灿烂。
（特别）
⑤表演读第3、4句。
（要求读的同学会笑脸相迎，会高兴地握手等）
（2）指名学生读第二节。
①评价朗读。
a.读出升入二年级的喜悦。
b.读出开始新学年的快乐。
②学生示范读后全班齐读。
③重点讲3、4句。
a.出示船扬帆出海的课件。
b.出示句子进行比较。
就像出海的小船，扬起新的风帆。
我要开始新的学习。
c.认识第一句比第二句好，用了比喻句，把刚升入二年级的同学比作出海的'小船，请大家用自豪的语言读第3、4句。
（3）请学生读第三节。
①出示教学挂图，找找哪几个是小弟弟小妹妹。
②讲讲“好奇兴奋”的原因。
③请几个同学齐读后全班跟班。（要求读出小弟弟小妹妹刚刚入学的兴奋好奇。）
（4）请学生读第四节。
①提出不理解的问题。
a.为什么说我仿佛突然长高了？
（因为看到比自己矮小的同学，感觉到自己长高长大了。）
b.怎样给一年级小同学“送去大同学的温暖”？
1、（向小弟弟小妹妹微笑致意，让他们感受到我们的欢迎，心头就会涌起温暖的感觉。）
2、（爱护学校的一草一木，学校的公共财物，给一年级小同学做好榜样。）
3、（帮助他们熟悉校园环境，给他们介绍校园设施）。
4、（在他们学习文化知识方面给予帮助，手拉手帮他们解决问题）。
②表演。
（要求展开想像，打打招呼，微微笑一笑）。
③有感情地朗读第四节。
（要求边朗读边微笑。）
（三）朗读全文。
（要求读出开学的幸福快乐）
（四）小结
新的学年又开始了，我从今天开始，希望大家如诗中所说的幸福、快乐、和善。
（五）作业
你已经升入二年级了，经过一年的校园生活，你一定非常熟悉自己的学校，请你当一回小导游，向一年级的新同学介绍你可爱的学校，并热情地回答他们提出的问题。
板书设计：
设计方案 篇6
活动目标
1、引导幼儿学习用连贯的语言谈论自己听过的语言,了解语言的种类。
2、帮助幼儿学会认真听同伴谈话,培养专注倾听的好习惯。
活动准备 课件:录音(不同的地方方言)
活动过程
一、教师用不同语言给小朋友问好
1.教师再说“小朋友好”时,首先用普通话,然后用几种地方方言。
引起幼儿对语言的兴趣。
2.教师:小朋友你听懂老师刚才说的什么了吗?
谁想来学一学用不同的语言给小朋友问好呀?
3.教师用英语或其他外语给小朋友问好
提问:你们知道我这是说的哪个国家的语言吗?(英语)
你还懂得其他国家的语言吗?
二、引导幼儿围绕“语言”的话题自由交谈。
1.说说自己知道的'哪个国家使用的语言。
2.教师小结幼儿的谈话:世界上有几千种语言,有汉语、英语、俄语、德语、法语、意大利语等等。
三、了解各民族、地区的语言。
1.教师:世界上有许多种语言,中国也有很多的语言,叫做“方言”
比如:山东话,广东话、上海话、北京话等等。
你会说哪的方言?
2.播放录音:方言
让幼儿分别听一听不同地区的方言,感受语言的奥妙。
3.讨论:你们方言与“普通话”有什么不同?
四、说好普通话
1、提问:我们的国家有那么多的方言,为什么要说普通话呢?
(让幼儿结合已有经验谈一谈自己外出旅游时听不懂方言的经历。)
2、教师小结
我国是一个多民族、多方言的国家,推广普通话有利于增进我国各民族的交流与往来,
增强中华民族的凝聚力。
如果我们大家都会说普通话,我们走到哪里都不用为听不懂话而发愁了,和那个民族的人都能交流了,这样大家都很高兴了是吗?
设计方案 篇7
1多集群作业管理功能分析
是一个典型的多集群作业全局调度模型。多集群作业管理在调度时首先依据全局资源状态选择某个或某些合适的集群，称为全局调度;然后作业被分配到本地某个具体的集群，按照本地的资源管理器进行作业调度，称为本地调度;作业进入本地调度阶段后，按照本地原有的队列和调度规则进行资源分配，最终在集群各CPU上执行。多集群作业管理的主要功能包括:用户与权限管理、资源信息监控、作业全局调度与管理、数据传输与管理。
(1)用户与权限管理模块。多集群作业管理系统是运行在本地HPC集群作业管理系统之上的，本地HPC集群必然有自己的用户系统，而多集群作业管理平台也有自己的用户系统，必须在两个用户系统间设计一种用户映射的方式，同时还要设计权限控制机制。
(2)资源信息监控模块。资源信息监控管理是作业全局调度的基础，全局调度系统在做出决策之前，必须要事先知晓各个本地集群的CPU负载和内存占用比例等状态信息。因此，需要设计全局的资源监控系统，负责管理和维护系统中各个集群负载的情况，为作业管理调度决策提供支持。
(3)全局作业调度与管理模块。多集群调度的基本目标是协调和平衡集群间的工作负载。需要设计全局的作业管理和调度器，作业调度器根据各个集群机身负载信息做出调度决策，调度用户作业到相应的本地集群，并提交给本地集群作业管理系统。同时还要为用户设计作业状态的订阅及通知机制。
(4)数据传输与管理模块。由于用户作业可能被调度到任意地理位置上的集群上运行，因此，作业输入参数和计算结果需要能够在整个系统中透明的传输。同时，还要为用户提供输入参数上传和计算结果下载功能。在设计机制实现透明传输文件的同时，还必须保证该文件传输的可靠性和稳定性。
2多集群作业管理设计思路与技术方案
2．1消息中间件JMS
采用JMS［9－10］(JavaMessageService)消息中间件来进行全局作业的调度和统一管理。JMS的消息模型和通信特点在网络很不稳定的情况下也能保证稳定性和可靠性，并且JMS强大的接口能力可以方便灵活的进行定制，方便根据用户作业的资源需求及各个集群自身负载情况进行统一管理和调度。
2．1．1JMS特点及基本组成
JMS可使分布式系统的通信松散连接，即发送信息的客户端只需要负责发送信息，接收信息的客户端接收信息，两个客户端之间没有必要是同时可用的，甚至发送客户端都没有必要知道接收客户端的信息，只需要发送到接收信息的服务端。同时JMS还具有以下两个特征:
(1)异步的，服务端可以发送信息到一个客户端，客户端不需要为了收到信息而请求信息。
(2)可靠的，JMSAPI保证了服务端所有发送的信息最少发送一次和只发送一次。JMS由提供者、客户、生产者、消费者、消息、队列、主题七个部分组成。其中，提供者指JMS的实现，可以认为是JMS消息服务器;JMS客户指生产或消费消息的基于Java的应用程序或对象;JMS生产者是指创建并发送消息的JMS客户;JMS消费者则是接收消息的JMS客户;消息指可以在JMS客户之间传递的数据的对象;另外，JMS队列指一个容纳那些被发送的等待阅读的消息的区域，这些消息将按照顺序发送。一旦一个消息被阅读，该消息将被从队列中移走;JMS主题指一种支持发送消息给多个订阅者的机制。
2．1．2JMS的通信方式Java消息服务应用程序结构支持两种模型:点对点或队列模型、发布/订阅模型。
(1)在点对点或队列模型下，一个生产者向一个特定的队列发布消息，一个消费者从该队列中读取消息。在这种模式下，只有一个消费者将最终获得消息。同时，生产者不需要在接收者消费该消息期间处于运行状态，接收者也不需要在消息发送时处于运行状态。
(2)发布者/订阅者模型支持向一个特定的消息主题发布消息。该模型如图2所示，对某个消息主题感兴趣的订阅者可以订阅并得到该主题的所有消息。同时，在发布者和订阅者之间存在时间依赖性。发布者需要建立一个订阅(subscription)，以便客户能够购订阅。订阅者必须保持持续的活动状态以接收消息，除非订阅者建立了持久的订阅。在那种情况下，在订阅者未连接时发布的消息将在订阅者重新连接时重新发布。图2JMS发布－订阅消息模型
2．2本地集群作业管理
PBS、LSF是已有常用的单个集群作业管理系统，采用多种本地集群作业管理系统，在减少设计复杂度的同时，还可以充分满足不同本地集群管理多样性的需求。PBS的主要特点有:代码开放，免费获取，提供完整的API。LSF特点是拥有强大的可用性和资源管理功能。
2．3基于FTP的文件集中统一管理方案
由于多集群可能在地理位置上是分散的，而集群之间互联的网络基础设施是不可靠和不稳定的，用户需要透明地上传输入参数并下载计算结果，而不需要关心它的输入参数在哪个地方进行计算，以及需要到哪个地方去下载计算结果。FTP技术是比较成熟和常用的文件传输协议之一，文中采用基于FTP文件传输的集中统一管理方案。使用FTP进行文件传输，客户和服务器建立连接前要经过一个“三次握手”的'过程，客户与服务器之间的连接是可靠的，而且是面向连接的，为数据传输提供可靠保证。它允许用户以文件操作的方式(如文件的增、删、改、查、传送等)与另一主机相互通信。集中的文件统一管理方案可设置集中式FTP服务器，浏览器端提交的输入参数将传输给该FTP服务器，本地集群代理程序从消息服务器中获取到相应主题作业消息，解析作业消息，得到用户输入参数，到该FTP服务器下载相应输入参数到本地集群。本地集群代理程序查询到作业计算完成以后，将计算结果上传到该FTP服务器中，并把计算结果相关信息组装成消息发送到消息服务器，全局作业管理器获取到该消息，解析消息后就可以得到计算结果相关信息，此时计算结果已经在FTP服务器上，用户可以直接下载。
3多集群作业管理框架与设计实现
3．1多集群作业管理方案框架
是文中采用的基于消息模型的多集群作业管理框架图。在图3中，浏览器负责接收用户提交的作业描述、输入文件上传、作业状态查询、计算结果下载等功能。全局作业管理器是整个系统的核心，主要负责集中管理所有的作业，维护全局的集群系统资源负载信息，并做出相应决策，调度作业到相应的集群上运行;同时实时监控作业状态，给用户提供作业状态查询，负责透明地将输入文件传递到相应集群，计算完成以后，再透明地将计算结果传回并透明地提供给用户下载。消息服务器主要负责缓存全局作业管理器调度给各个集群的作业信息，以及各个集群返回的作业状态信息。而各个集群的本地代理程序负责从消息服务器接收作业消息，并把消息解析成作业提交给本地作业提交系统，同时还负责定期查询本地作业管理系统该作业的状态，给消息服务器发送作业状态信息，同时在本地计算完成以后，回传计算结果。
3．2多集群作业管理方案设计实现
从框架图中可以看出，该系统由六部分组成，包括作业调度模块、资源监控模块、作业控制模块、作业状态管理模块、消息服务器模块、本地集群代理程序模块。
3．2．1消息设计
这个系统中的消息分四类，第一类是作业消息，第二类是作业状态消息，第三类是资源状态消息，最后一类是作业控制消息。作业消息包括作业的ID、作业脚本、作业用户名称、需求的资源、输入文件名称等。作业状态消息即作业的状态信息，主要包括作业ID、作业状态、作业提交时间、运行时间、完成时间等。资源状态消息包括本地集群自身的ID、CPU计算能力、内存大小等静态信息，以及CPU利用率、主机负载等动态信息，还包括目标系统启动时间等信息。作业控制消息包括作业ID、作业用户名称、作业控制命令等。
3．2．2消息服务器设计
采用的是JMS中发布－订阅消息服务模型作为消息服务器，类似于群发邮件的模式。消息生产者将消息发送给消息服务器，并设定一个主题，消息的消费者可以订阅其中的一个或者多个主题，并取走相应的消息。针对某个主题的订阅者，它必须创建一个订阅之后，才能消费发布者的消息，而且还可以利用JMS的持久化的订阅，这样，即使订阅者没有被激活，它也能接收到发布者的消息。这样就保证了在基础设施网络不稳定的情况下，消息也不会被扔掉，保证了系统的可靠性和稳定性。消息服务器中消息主题的设计主要按本地集群编号和消息本身类型设计，及如果有n套本地集群，那么消息主题总数量为4*n。消息服务器中消息主题设计如表1所示。
3．2．3多集群系统资源监控设计
本地资源监控是多集群作业调度管理的基础，能为错误检测、资源优化配置和作业调度等提供重要的依据和参考。然而，不同本地监控系统存在着不兼容的描述或者含糊的定义，可能导致最终监控信息不准确［11－12］。需要设计一种资源信息公共的表示方法，使得原有集群的监控信息转换成规范格式、形成一致的数据提供者。多集群系统资源监控的核心工作是本地监控信息数据采集转换及信息组织。统一规范的集群监控信息包括本地集群自身ID、CPU频率等静态信息，以及CPU利用率、内存占用率等动态信息。本地集群代理程序是守护进程，会定期向本地集群发送监控查询请求，并将返回的监控结果转换成设计的统一规范的监控信息，组装成消息，发送给消息服务器。其基本算法流程描述如下:
(1)启动本地监控系统;
(2)本地守护进程从本地监控系统发送监控查询请求;
(3)本地守护进程获得返回结果以后，解析返回结果，组装成设计好的统一规范的监控信息格式;
(4)本地守护进程将该实时监控信息发送给消息服务器;
(5)代理程序睡眠一段时间，醒来后返回第二步。当全局作业管理器发现消息服务器中相应主题有新消息达到，将自动获取该消息，并添加到全局资源监控数据结构中。
3．2．4多集群作业调度模块设计
多集群的作业调度器采用基于全局－本地的两级调度机制，即全局调度和本地调度［13－14］。每级调度都由相应的队列和调度器完成，局部调度由本地资源管理器提供，因此文中主要关注全局调度。实现全局调度的基本手段是定义若干全局的作业队列，包括就绪队列、运行队列、完成队列。这些全局作业队列由全局调度器管理。作业最终经过全局调度－本地调度－CPU调度，形成了不同层次的调度。作业调度的流程设计描述如下:
(1)接收浏览器端用户提交的作业请求描述和调度说明，组装成作业对象，加入到就绪队列之中。
(2)通过监控信息系统得到系统运行状态，提供资源的使用状况及所运行作业的状态查询功能。
(3)分析作业请求描述及调度说明，匹配可用资源，得到候选资源集合。
(4)根据调度策略调度算法实现作业到特定集群资源的匹配，将作业转发到消息服务器上，同时作业从就绪队列中出队，加入到运行队列中。
(5)相应的本地守护进程从消息服务器取出作业请求描述消息，提交给本地作业调度器，并最终将作业分配到具体的处理机上运行。
3．2．5作业控制及状态管理模块设计
作业控制、作业状态管理也是作业管理的重要组成部分。作业控制消息发送到消息服务器，相应的本地集群代理程序获取到该控制消息，并提交本地作业管理软件。本地集群代理程序定期向本地作业管理软件发送作业状态查询请求，如果发现作业状态发生改变，将状态消息发送到消息服务器，全局作业管理器获取到该消息，解析该消息，将相应作业从运行队列中取出，加入到完成队列。
4结束语
文中结合中国教育科研网格材料高性能计算服务门户系统项目建设背景，就如何整合不同时期、不同地域建设的高性能计算集群，提高各计算集群资源利用率，使用户可以通过提供的统一平台访问和使用这些高性能计算资源展开讨论。设计并实现了一种采用消息模型的多集群作业管理方案。该方案可以根据用户作业的资源需求及各个集群自身负载情况进行统一管理和调度。笔者基于这个原理设计并实现了该原型系统。采用该方案设计实现的多集群任务管理系统性能稳定，能实现多集群资源监控、资源管理、作业调度、作业控制、数据管理等功能。跨集群作业管理实现了不同集群利用率均衡的同时，有效解决了在资源异构及网络环境不可靠条件下的系统稳定性问题，显著提高了多集群系统作业吞吐能力。
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