随着高性能计算以及云计算的蓬勃发展,高性能集群资源支撑着制造业、航天、教育、石油等科研领域的越来越复杂的产品设计,为各领域的快速发展奠定了坚实的基础,所以高性能计算受到仿真设计科研人员的青睐。在教育领域,高校学生和老师做仿真设计实验时,以传统方式使用集群资源是非常耗时的,运维人员管理集群也很不方便。现今将集群资源的使用和管理统一在一个平台上,方便管理员管理,简化学生和老师使用集群资源的步骤,在用户无需关心集群资源的底层细节以及调度的策略去使用计算资源的情况下,为用户提供一个Web平台去访问计算资源。不仅提高了用户仿真设计效率,而且提高了集群资源的利用率。论文选题来源于企业实际开发,主要完成以下内容。(1)对仿真一体化平台进行功能需求和非功能需求分析。本文通过研究仿真设计用户对集群资源使用以及集群资源管理员对集群资源管理的具体需求,结合某高校现有的高性能计算平台,分析了仿真设计一体化平台的功能需求以及非功能需求,同时通过用例图对用户的功能需求按功能模块进行建模。(2)对仿真一体化平台进行设计与实现。将系统的功能需求按模块划分,包括桌面管理、仿真设计、作业管理、用户数据管理、集群监控和审计管理模块,根据实际需求研究具体实现时所需的技术方案和系统的整体架构。由于是B/S架构的Web系统,采用Spring Boot框架快速构建系统,数据库使用Postgre SQL,针对高校对仿真设计软件的需求,系统内置了几种默认的仿真软件,也支持管理员通过平台动态配置,并为用户提供每一次仿真作业的相关数据存档、管理和共享功能。在作业调度和集群运行数据实时监控方面,由于LSF软件的全局资源共享、多个节点可以并行执行作业、支持多种操作系统、扩展集群能力强等优势,系统选用LSF软件作为集群的调度。为集群中每个节点安装LSF软件,配置集群主节点、从节点、集群管理员等相关信息,调用LSF相关命令将作业信息和集群监控数据返回展示在前端,方便管理员和运维人员查看和管理作业及节点。其次考虑到作业执行相关数据和集群监控数据比较多,作业数据和集群监控数据采用按月分表存储。然后给出系统功能模块图,分别对系统的每个模块通过类图和时序图进行详细设计与实现。(3)对仿真一体化平台进行测试。首先测试桌面管理、仿真设计、用户数据管理、作业管理、集群监控和审计管理模块的功能,其次测试了系统的性能、安全性、可靠性和可扩展性。根据测试结果,系统符合用户预期的需求。