近年来，由于集群计算机系统具有增强的可伸缩性、高度的可达性和较好的性能/价格比等特点，被广泛的应用于具有海量待处理或计算的信息、数据的复杂环境中。集群系统是一种能够达到高性能并行计算的系统，其主要思想是通过各种并行技术和设计技术与集群系统相融合，来解决并行计算速度与并行I/O存取速度相差太大这一瓶颈问题。本课题的目标是在集群计算机系统中实现基于协同设计的并行I/O模拟器，主要思想是在原有并行I/O模拟器设计方法的基础上实现对模拟器的各种参数的优化选择，提高了原模拟器的各项性能，再在协同设计的理论指导下实现了设计人员知识无差别性，使原系统的功能得以增强。通过对协同设计思想的理论研究和分析，从理论上提出一种在集群计算机系统上实现基于协同设计思想的并行I/O模拟器的设计思路。利用协同设计中的具体算法，并通过改进遗传算法将其融入其中来优化设计，最后在集群系统上设计了一个支持并行I/O模拟器的框架并实现了模拟器框架中的各个核心功能模块。同时，通过基于TRIE树的哈希表进行系统测试。测试结果表明基于协同设计的并行I/O模拟器在I/O吞吐量、并行散列计算能力方面较原有较大的提高。改进后的基于协同设计的集群系统并行I/O模拟器能较好地解决自动优化的设计问题，以达到改善集群系统的瓶颈问题。