Ответы к ГосЭкзамену 220402 (Информатика), страница 4

Тетрагональная конфигурация являетсянаиболее оптимальной с точки зрения минимального количества связей при максимально параллельноммежмашинном доступе к ресурсам, соединенных в модуле, машин.Систолическая матрица получается прямым соединением соседних модулей противолежащими каналами,узлы которой свободно дополняются в систему по мере необходимости, начиная с одной машины до полноценного модуля.Взаимодействие с внешними модулями производится через SCSI-каналы, аналогичные межмашинным, поодному на каждое направление (машину соседнего модуля), образуя транспортные каналы систолическойматрицы модулей.Дальнейшее развитие системы видится в развязке RAID-массивов от конкретных процессорных блоков припомощи аппаратных SCSI-коммутаторов, дающих возможность динамично изменять конфигурацию модуля,для максимально быстрого доступа к коллективным ресурсам хранимых и обрабатываемых данных.При этом достигается максимальная производительность многомашинной обработки с максимальной надежностью, взаимозаменяемостью и работоспособностью системы в целом.Минимальная конфигурация системы представляет собой простую стандартную сеть вычислительных машин, на которой запущена настоящая математика параллельных вычислений.Принципиально!Для параллельной многомашинной обработки не играет роли какая операционная система установлена наотдельных машинах и даже какие процессоры работают в системе, при наличии скомпилированых програмных модулей под эти процессоры.P.S.

Многомашинная Параллельная Обработка данных относится к области технологий двойного применения.9Распределенная обработкаРассматриваются принципы и конкретная система распределенного решения задач всреде множества персональных компьютеров, объединенных средствами коммуникации,актуальность решения которой следует из того, что:a. Решения такой задачи имеет давнюю предысторию и породила отдельное проблемное направление,связанное с организацией параллельных вычислений, распределением информационной среды, передачей информации, управлением многомашинным комплексом.b.

Современные тенденции по использованию локальных вычислительных сетей на базе персональныхкомпьютеров и серверов в качестве систем коллективного пользования не являются приемлемыми требования к машине коллективного пользования рассматриваются с точки зрения ее архитектурных и операционных возможностей по реализации мультизадачного режима функционирования.c. Архитектура т.н. IBM-совместимых персональных компьютеров, и в первую очередь - серверов, неадекватна проблеме мультизадачности.d. Существует определенный тупик с "большими" информационно-поисковыми и аналитическимипрограммами:- существующая техника не справляется, а покупать машины среднего и старшего классов в основном экономически не целесообразно, т.к.

цены "кусаются" как на "железо", так и на программнуюоболочку.Для решения больших задач предлагается фрагментировать их на подзадачи и размещать подзадачи на комплексе взаимосвязанных компьютеров, при осуществлении взаимодействия подзадач по предложенномупротоколу.Рост объемов программ не приводит к конфликту с количественными показателями PC, достаточно фрагментировать и распределять новые фрагменты по множеству компьютеров.Предлагаемая технология способна дать решение, по эффективности не уступающем решениям на крупныхЭВМ, а по ценам - качественную разницу (сравните цену нескольких персональных компьютеров и ценуодной "приличной" Машины - как минимум класса AC-400 и выше - вместе с математикой для нее - UNIX сORACLE или INFORMIX).Поддержка языка программированияПринципы параллельного исполнения программ реализованы в среде языка программирования CAPER (КАПЕР) где реализована возможность фрагментирования программ, исполнения фрагментов программ намногомашинной основе.10Рассмотрим чисто прикладные решения проблемы обеспечения реального параллелизма языка программирования КАПЕР, создания самостоятельной управляющей среды для запуска и исполнения заданий в комплексе связанных персональных компьютеров.Наличие в языке КАПЕР конструкций типа:DO SYNCH/ASYNCH bl1,bl2,...,blK [WITH quant1,quant2,...,quantK] =>[WITHIN med1,med2,...,medK]EXECUTE SEQ/SYNCH/ASYNCH bl1,bl2,...,blK [WITH quant1,quant2,...,quantK] =>WITHIN compпредписывающей запуск фрагментов программы bl1, bl2, ...

, blK на машинах med1, med2, ... , medK с возможным квантованием времени quant1, quant2, ..., quantK порождает ряд процедур по:- определению текущих состояний всех компьютеров;- размещению запросов на выполнение;- определению необходимости транспортировки запускаемых модулей программы;- транспортировки модулей на вычислительные установки;- транспортировке параметров для вычислений;- отслеживанию состояний выполнения всех запущенных модулей;- принятию решений при возникновении критических ситуаций;- доставке и получению результатов вычислений.Рис 1.

Структурная схема организации компьютеров для параллельной обработки.Все управляющие действия осуществляются через общее информационное поле Сервера Управления (СУ).В качестве последнего в силу последующих определений может выступать простой персональный компьютер.На СУ заданы:- Раздел Управления с Файлами Управления,- Раздел Приема/Передачи фактических Параметров для выполняемых модулей программ (в языке КАПЕР блоки команд),11- Раздел Транспортируемых Файлов,- Раздел Размещения Результатов Вычислений.Все запущенные программы регистрируют готовность (собственную и компьютера) в первом УправляющемФайле:- указывается логическое имя машины,- отметка о готовности,- дата и время регистрации.Второй Управляющий Файл используется для регистрации заданий.

Задание осуществляется записью следующих компонент:<исполнитель>, <запрашивающий>, <идентификатор задания>, <статус задания>,<приоритет компьютера>, <приоритет задания>, <текст задания>, <стиль задания>,<транспортирование>, <результат>, <время выставления задания>, <дата>,а также несколько других служебных, где:<исполнитель> - логическое имя компьютера, которому обращено данное задание, или указание на то, чтоданное задание может быть выполнено любым из свободных компьютеров, либо указания на то, что данноезадание должно быть выполнено всеми компьютерами или группами компьютеров.<запрашивающий> - логическое имя компьютера, выставившего данное задание.<идентификатор задания> - уникальное имя задания, формируемое программой управления при размещениизадания к выполнению.<статус задания> - состояние задания, которое имеет следующие значения:" активизация задания "" задание выбрано к исполнению "" нормальное завершение задания "" аварийное завершение задания "" задание приостановлено "" задание прервано по требованию "<приоритет компьютера> - собственный приоритет компьютера.<приоритет задания> - планируемое значение приоритетности задания.Все задания в очереди размещаются исходя из диспетчерского приоритета, определяемого суммой:<приоритет компьютера> + <приоритет задания>.В реализованном варианте системы MULTICOM приоритет задания устанавливается только подсистемойзапуска задач, в то время как для многомашинного режима программ КАПЕРа используются приоритетыкомпьютеров.<текст задания> - либо командная строка ОС (DOS, Windows, OS/2, UNIX), либо bli(ai1,ai2,...,aik) - заданиестартовать блок с параметрами поDO SYNCH/ASYNCH bl1,bl2,...,blK [WITH quant1,quant2,...,quantK] =>WITHIN med1,med2,...,medKлибо запись bl1(a11,a12,...,a1k), bl2(a21,a22,...,a2l), ...

, blK(ai1,ai2,...,aim)списка блоков с параметрами и, возможно, квантами времени, и которые должны быть выполнены на указываемом компьютере по команде:EXECUTE SEQ/SYNCH/ASYNCH bl1,bl2,...,blK [WITH quant1,quant2,...,quantK] =>WITHIN comp<стиль задания> верен только для программ языка КАПЕР и определяет режим запуска задания - списком,синхронный или асинхронный по команде EXECUTE, или отдельным блоком по команде DO.<транспортирование> - имеет значение тогда, когда фрагменты программы транспортируются с компьютера-заказчика на компьютер-исполнитель.<результат> - указание на файл результатов вычислений, возвращаемых запрашивающему компьютеру.<время выставления задания> - время, когда выставлено задание.<дата> - дата задания.12<время выбора задания к исполнению> - время, когда задание принято к обработке.<время завершения задания> - время, когда задание завершено независимо от результатов.<дата выбора> - дата приема задания.<дата завершения> - дата завершения задания.Принципы реализации заданийПрограммой управления просматривается список заданий каждого компьютера , позиция <исполнитель>которых совпадает с собственным логическим именем компьютера или группы компьютеров, и <статус задания> которого в состоянии "активизация задания".Будет выбрано задание с наибольшим диспетчерским приоритетом и выставлены признак "задание выбранок исполнению", время и дата приема задания к выполнению, имя компьютера-исполнителя.Далее, если позиция транспортирования не пуста, загружаются фрагменты / объектные или исходные модули программы / и выполняются адекватными командами DO или ATTACH.После завершения запущенных задач результаты их выполнения компонуются в файлах; в поле <результат>устанавливаются имена данных файлов.

Если задание завершается аварийно, то возвращается исчерпывающая информация.В тех случаях, когда на тот или иной компьютер необходимо транспортировать файл, в том числе - и программу, используется команда CAPER (или ее аналог в MULTICOM) :TRANSPORT <список имен файлов> TO <список имен компьютеров>Ожидание результатов по конкретному асинхронному запуску в программе-инициаторе осуществляется спомощью команд КАПЕРа:WAIT MULTICOM [<идентификатор>] [BY <имя блока>]WHEN <событие> DO <имя блока>В первом случае ожидается установка завершения задания. Процесс ожидания проистекает с выполнениемпроцедуры - блока команд.