авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 7 | 8 ||

«Министерство образования Российской Федерации Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского Высокопрозводительные параллельные вычисления ...»

-- [ Страница 9 ] --

2) Описание синхронизации во времени между параллельными ветвями. Необходим механизм согласования параллельных ветвей программы во времени, а также наглядное его описание.

3) Написание надежных программ. При параллельном программи ровании к ошибкам, которые могут возникнуть в последовательной программе (деление на нуль, зацикливание, передача управления на несуществующий адрес и т.п.), добавляются новые типы ошибок, связанные с синхронизацией во времени и с совместным доступом к данным. Контроль правильности программы осложняется еще и тем, что на данные, которыми она оперирует, воздействуют внеш ние факторы – параллельные подпрограммы. При последователь ном программировании мы уверены в том, что записанное в ячейку памяти значение не изменится до следующего обращения к нему. В параллельной программе это значение может быть изменено одной из подпрограмм, выполняемых одновременно.

Таким образом, при написании параллельных программ значитель но увеличивается количество факторов, которые необходимо учи тывать программисту для создания работоспособной, надежной программы. Следовательно, сделать это становится труднее.

Принятый в технологии ГСП графический способ представления программы позволяет преодолеть традиционные трудности парал лельного программирования:

программа становится наглядной и легко модифицируемой;

упрощается описание механизма синхронизации параллель ных процессов;

В конечном итоге повышается надежность программы за счет уп рощения и автоматизации многих этапов ее создания.

Для описания параллельной программы графический язык техноло гии ГСП расширяется новыми символами: параллельная дуга (оп ределяет начало параллельной ветви алгоритма) и терминирующая дуга (обозначает конец параллельной ветви), приведенными на рис.

параллельная дуга терминирующая дуга 2.

Рис. Проектируемая граф-программа разбивается на несколько ветвей, выполняемых параллельно. Число ветвей неограниченно. Каждая ветвь начинается параллельной дугой и заканчивается термини рующей. В предлагаемой модели запрещена передача управления из вершины одной параллельной ветви в вершину другой ветви.

На рис. 3 приведен пример параллельной граф-программы, реали зующей решение дифференциального уравнения в частных производных.

Рис. Увеличение производительности достигается в ней за счет одно временной обработки двух частей матрицы системы конечно разностных уравнений (вершины «Первая половинка» и «Вторая половинка»).

В технологии ГСП все акторы работают с одним множеством дан ных - одной предметной областью. Поэтому при разработке парал лельных программ в технологии ГСП используется модель с общей памятью. Для разрешения конфликтов по данным между парал лельными ветвями разработаны эффективные и удобные в исполь зовании методы синхронизации. При разработке программ для рас пределенных систем (например, для все более популярных класте ров) каждая параллельная ветвь может иметь локальные данные, которые после окончания обработки пересылаются основной про грамме, запустившей эти ветви.

Синхронизация во времени между параллельными ветвями выпол няется с помощью механизма передачи сообщений. Для этого вво дится граф синхронизации Gs, получаемый из графа программы (рис. 4). В нем дуга, соединяющая две вершины, означает, что за пуск на выполнение вершины, в которую входит дуга, зависит от того, выполнилась или нет вершина, из которой исходит дуга.

Рис. Вводится список сообщений:

Lc = [Ci0j0, Ci1j1, … Cimjr], где Cij – сообщение, посылаемое вершиной i вершине j. Наличие сообщения в списке говорит о том, что вершина i завершила работу и хочет сообщить об этом вершине j.

Запуск вершины j зависит от значения семафорного предиката Rj = f (Ci0j, Ci1j, … Cimj) – логической функции, определенной на множе стве сообщений, посылаемых данной вершине. Если Rj = 1, запуск вершины разрешается, в противном случае вершина ждет, когда семафорный предикат Rj станет истинным.

Дуги на графе синхронизации изображают передачу сообщений между вершинами агрегата.

Графический способ записи программы облегчает описание син хронизации пользователю технологии – для него этот процесс заключается в рисовании дуг на графе синхронизации.

Разработаны методы проверки корректности семафорных предика тов (предотвращения блокировок), а также автоматического поиска критических секций – участков программы, на которых возникает конфликт совместного использования данных параллельными вет вями.

Рассмотрим процесс создания параллельной программы в техноло гии ГСП. Он состоит из следующих этапов:

1) Создание словаря данных.

2) Создание акторов – небольших программ на одном из традици онных языков программирования. Акторы выполняются последо вательно и описывают простейшие вычисления над переменными ПО.

3) Рисование граф-программы.

4) Создание предикатов – условий передачи управления от одной вершины другой. Предикаты записываются на одном из традици онных языков программирования и выглядят как логические выра жения над переменными программы.

5) Рисование графа синхронизации.

6) Создание семафорных предикатов для синхронизируемых вер шин.

7) Компиляция и запуск программы.

Разработана система, реализующая параллельную граф-программу средствами технологии MPI (Message Passing Interface) [2]. Каждой ветви соответствует отдельный процесс MPI. Процесс выполняется на отдельном компьютере (или процессоре в многопроцессорной системе), при этом на одном компьютере одновременно может вы полняться несколько процессов. Распределение процессов по ком пьютерам задается жестко путем конфигурирования системы MPI.

Разработчику граф-программы не требуется изучать MPI, знать ее особенности или синтаксис. Все преобразования выполняются ав томатически и скрыты от пользователя системы.

Литература 1. Коварцев А.Н. Автоматизация разработки и тестирова ния программных средств. Самара: Изд-во СГАУ, 1999.

2. Snir M., Otto S., Huss-Lederman S., Walker D., Dongarra J.

MPI: The Complete Reference. MIT Press, 1998.

СОДЕРЖАНИЕ Оргкомитет семинара.............................................................................................. Агафонов Е.А., Земскова Е.Л., Золотых Н.Ю. Параллельный ал горитм построения остова многогранного конуса................................................... Афанасьев К.Е., Демидов А.В., Стуколов С.В. Организация удаленного доступа к кластерным установкам............................................................. Барабанов Р.А., Бутнев О.И., Волков С.Г., Жогов Б.М. Расчеты разви тия неустойчивости на границе раздела газов по методике «медуза»

с выделением контактной линии в смешанных ячейках.......................... Бастракова О.В. Алгоритмическая и программная реализация методов приведенных направлений для высокопроизводительных систем.......... Бахрах С.М., Володина Н.А., Кузьмицкий И.В., Леонтьев М.Н., Цибе рев К.В. Расчеты низкоскоростного режима развития детонации ВВ.... Бахтерев М.О. Структурная организация ОС для кластерных вычисле ний................................................................................................................ Бахтин В.А., Коновалов Н.А., Крюков В.А., Поддерюгина Н.В.

FORTRAN OPENMP/DVM – язык параллельного программировния для кластеров............................................................................................... Богословский Н.Н., Есаулов А.О. Параллельная реализация итерацион ных методов решения уравнения Пуассона.............................................. Бочков А.И., Шумилин В.А. Распараллеливание по направлениям при решении двумерного уравнения переносав комплексе Сатурн-3 с использованием интерфейса OPENMP...................................................... Букатов А.А. Разработка метасистемы поддержки распараллеливания программ на базе многоцелевой системе трансформаций программ Букатов А.А., Дацюк В.Н., Крукиер Л.А. Центр высокопроизводитель ных вычислений коллективного пользования Ростовского государ ственного университета.............................................................................. Быков А.Н., Жданов А.С. Смешанная модель параллельных вычислений OPENMP&MPI в программе газовой динамики....................................... Бычков В.В., Галюк Ю.П., Журавлева С.Е., Золотарев В.И., Мемнонов В.П. Динамическая балансировка распределенных параллельных вычислений на нескольких кластерах при численном решении задач с помощью статистических методов Монте–Карло................................. Вознесенская Т.В. Выбор алгоритма синхронизации модельного време ни при решении задач дискретного имитационного моделирования на многопроцессорных системах............................................................... Газизов Р.К., Лукащук С.Ю., Михайленко К.И. Об организации подго товки по параллельному программированию в УГАТУ.................................... Газизов Р.К., Лукащук С.Ю., Михайленко К.И. Параллельный полуяв ный алгоритм численного решения задач динамики жидкости........................ Гергель А.В., Виноградов Р.В. Оценка сложности коммуникационных операций в кластерных вычислительных системах.................................. Гергель В.П., Свистунов А.Н. Разработка интегрированной среды высо копроизводительных вычислений для кластера Нижегородского университета................................................................................................ Гергель В.П., Сибирякова А. Программная система для изучения и ис следования параллельных методов решения сложных вычислитель ных задач...................................................................................................... Гришагин В.А., Филатов А.А. Параллельные рекурсивные алгоритмы многоэкстремальной оптимизации............................................................ Данильченко А.М., Защипас С.Н. Построение расписаний параллельно го выполнения задач в кластерных системах............................................ Денисихин С.В., Журавлева С.Е., Мемнонов В.П. Численное моде лиро вание течений статистическими методами Монте–Карло совместно с решением уравнений Навье–Стокса........................................................ Дмитриева О.А. Параллельные блочные методы решения динамических задач на SIMD структурах.......................................................................... Еремин И.И., Попов Л.Д. Параллельные фейеровские методы для сильно структурированных систем линейных неравенств и уравнений........... Есаулов А.О., Дмитриева Н.В. Тестирование кластерных систем ТГУ и ИОА СО РАН с помощью пакета LINPACK........................................... Жуматий С.А., Кальянов А.А. Комплекс мониторинга распределенных информационно-вычислительных систем............................................... Замятина Е.Б., Фатыхов А.Х., Фатыхов М.Х. Параллельная и распре деленная система имитации DOOMS.NET.............................................. Заскалько В.В., Максимов И.Л. Моделирование статического распреде ления абрикосовских вихрей в сверхпроводящей пленке...................... Иванченко М.И., Канаков О.И., Мишагин К.Г., Осипов Г.В., Шалфеев В.Д. Использование средств MPI в программной системе для моде лирования динамики дискретных активных сред................................... Ильяков В.Н., Ковалева Н.В., Крюков В.А. Методы анализа и предсказа ния эффективности dvm-программ.......................................................... Исламов Г.Г., Мельчуков С.А., Клочков М.А., Бабич О.В., Сивков Д.А.

Мониторинг выполнения параллельных программ на кластере PARC.......................................................................................................... Истомин Т.Е. Система параллельного программирования на типовых алгоритмических структурах Кайгородов П.В., Кузнецов О.А. Адаптация схемы годуновского типа для компьютеров с многопроцессорной архитектурой................................. Ковтун Н.Г., Бабенко Л.К., Чефранов А.Г., Коробко А.Ю. Трансляция программного кода в гетерогенной системе........................................... Комолкин А.В., Немнюгин С.А., Захаров А.В., Стесик О.Л. Програм мный комплекс для дистанционной разработки и тестирования па раллельных приложений........................................................................... Корнеев В.В., Киселев А.В., Баранов А.В., Зверев Е.Л. Иерархическая система управления распределенными вычислительными ресур сами высокой производительности на основе GLOBUS TOOLKIT...... Костенко В.А. Проблемы разработки итерационных алгоритмов для по строения расписаний выполнения параллельных программ................. Кузенков О.А., Ирхина АЛ. Применение распараллеливания для модифи цированного метода случайного поиска максимума для многомер ной, многоэкстремальной задачи............................................................. Кузьминский М.Б., Мендкович А.С., Аникин Н.А., Чернецов А.М. Пути модернизации программных и аппаратных кластерных ресурсов для задач вычислительной химии................................................................... Кургалин С.Д., Александров В.С., Побежимов С.В. Высокопроизводи тельный вычислительный кластер воронежского госуниверситета...... Курилов Л.С. Кластерная реализация параллельного алгоритма итераци онного размещения одногабаритных элементов..................................... Лабутин Д.Ю. Система удаленного доступа к вычислительному класте ру (менеджер доступа).............................................................................. Литвиненко В.И., Кругленко В.П., Бюргер Ю.А. Распараллеливание ге нетического алгоритма при решении задачи автоматического поис ка перспективных молекулярных структур Лопатин И.В., Свистунов А.Н. Реализация подсистемы мониторинга состояния кластеров под управлением ос семейства WINDOWS NT Лубанец А.П., Заборовский В.С. Концепция кластера информационной безопасности и реализация в соответствии с ней VPN-шлюза и ана лизатора сетевого трафика........................................................................ Медведев П.Г., Леонтьев Н.В. Алгоритм параллельного решения линей ных задач механики деформируемого твердого тела с начальными напряжениями МКЭ.................................................................................. Монахов О.Г., Монахова Э.А. Программная среда для визуальной разра ботки параллельных программ................................................................. Москаленко Ф.М. Оптимизированный алгоритм медицинской диагнос тики............................................................................................................. Мударисов И.М. Параллельный алгоритм расчета неоклассической мо дели межотраслевого баланса................................................................... Олейников А.И., Кузьмин А.О. Расчет упругих тел с тонкими слоями и покрытиями на кластере рабочих станций.............................................. Олзоева С.И. К решению задач имитационного моделирования сложных систем на кластерах................................................................................... Пиза Н.Д., Хохлов Н.Н., Кудерметов Р.К. Вопросы организации подго товки специалистов по параллельным вычислениям............................. Попов К.Г. Программирование на JAVA для многопроцессорных систем Прилуцкий М.Х., Афраймович Л.Г. Параллельные алгоритмы распреде ления ресурсов в иерархических системах с лексикографиче ским упорядочением элементов...................................................................... Романенко А.А., Малышкин В.Э. Базисные функции отладчика парал лельных программ gepard и их реализация для МВС-1000/М........ Савцов О.В., Григорьев В.А. Организация программного комп лекса для обработки больших массивов данных для массивно параллельных платформ................................................................................................... Сальников А.Н., Сазонов А.Н., Карев М.В. Прототип системы автоматизированного создания параллельных программ «PARUS» Сергеев Я.Д., Квасов Д.Е. Новый диагональный алгоритм глобальной ми нимизации................................................................................................. Снытников А.В. Решение задач гравитационной динамики на много про цессорных вычислительных системах................................................ Сологуб Р.В., Бабенко Л.К., Макаревич О.Б., Чефранов А.Г. Параллель ный алгоритм выделения движущихся объектов по последова тель ности кадров............................................................................................. Сомов Н.В., Носов С.С., Чупрунов Е.В. Алгоритмы параллельных вычи слений степени инвариантности кристаллических структур................. Сысоев А.В., Гергель В.П. АБСОЛЮТ ЭКСПЕРТ – программный комп плекс параллельного решения задач многомерной многокритери альной оптимизации............................................................................... Тютюнник М.Б. Реализация прототипа конфлюэнтной системы продук ций на многопроцессорной ЭВМ.......................................................... Фельдман Л.П., Назарова И.А. Эффективность параллельных алгорит мов вложенных методов Рунге–Кутта при моделировании сложных динамических систем................................................................................ Фельдман Л.П., Михайлова Т.В. Вероятностные модели анализа оценки эффективности кластерных систем.......................................................... Фурсов В.А., Попов С.Б. Параллельная фильтрация изображений........... Хохлов А.Ф., Стронгин Р.Г., Гергель В.П., Швецов В.И. Общие принципы деятельности Нижегородского государственного универ ситета по развитию работ в области параллельных вычислений.. Черников С.К. Метод подконструкций – эффективный инструмент рас параллеливания алгоритмов в механике............................................ Чернышева Л.П., Ясинский Ф.Н. Подготовка специалистов в области параллельных вычислений................................................................... Чесалов А.Ю. Комплексный подход к построению и оптимизации клас терных вычислительных сетей............................................................. Чесалов А.Ю. Методы выбора вычислительных средств при проекти ровании кластерных вычислительных сетей..................................... Шамов Г., Астафьев М. Организация распределенной вычислитель ной сети центра высокопроизводительной обработки информации Ка занского НЦ РАН..................................................................................... Жидченко В.В. Автоматизация разработки параллельных программ в технологии графо-символического программирования...... Высокопроизводительные параллельные вычисления на кластерных системах Материалы Второго международного научно-практического семинара 26–29 ноября 2002 г.

Под ред. Р.Г. Стронгина Отв. за выпуск В.А. Гришагин Формат 6084 1/16.Бумага офсетная. Печать офсетная.

Гарнитура Таймс. Усл. печ. л. 21,5. Уч.-изд. 21,75.

Тираж 200 экз. Заказ.

Типография ННГУ. 603000, Н. Новгород, ул. Б. Покровская,

Pages:     | 1 |   ...   | 7 | 8 ||
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.