paralllel_data_processing (811086), страница 12
Текст из файла (страница 12)
Так как значения данных, указанных в списке переменных оператора SEND, могут быть изменены любым следующим оператором процесса, то передаются такие значения, которые имеют эти переменные в момент фактической передачи. Оператор приема сообщений данного типа формирует заявку на прием сообщения, а переменные, перечисленные в списке не изменяются, если сообщение еще не поступило в почтовый ящик процесса на момент выполнения оператора. При поступлении сообщения, данные пересылаются из почтового ящика в память процесса (присваиваются соответствующим переменным) без прерывания его работы.
В каждым операторе обмена этого типа один из его параметров - логическая переменная FLAG служит для фиксации факта передачи сообщения. Значение этой логической переменной-флага связывается с фактом выполнения передачи данных, заданной оператором обмена для того процесса, в котором определена эта переменная. Система интерпретации присваивает флагу в процессе отправителе значение .TRUE. в момент снятия копии с данных отправителя для передачи, и флагу в процессе-получателе после присвоения этих значений переменным получателя. До выполнения оператора передачи / приема сообщения значение логической переменной - флага, связанной с этим оператором не определено.
Определить факт передачи данных и приостановить выполнение процессов до выполнения фактической передачи сообщения этого типа (для отправителя - до снятия копии с передаваемых данных, для получателя - до поступления сообщения в почтовый ящик или записи переданных данных в поле задачи) можно при помощи стандартных процедур - MSGDONE, ALLDONE, TESTFLAG.
Только установка значения флага в .TRUE. отправителю дает возможность изменять переменные, перечисленные в операторе SEND, без риска изменить передаваемые данные, для получателя - начать использовать полученные данные.Использование этих логических переменных вне операторов передачи сообщений и перечисленных выше процедур не допускается.
По аналогии с асинхронным протоколом допускается ожидание асинхронных сообщений от произвольного процесса (в операторах RECEIVE можно опускать имя отправителя).
Замечание:
Понятие "почтовый ящик процесса", используемое в данном описание языка, носит методический характер и служит моделью для пояснения семантических понятий аппарата передачи сообщений. Алгоритмы реализация этого аппарата зависят от особенностей вычислительной платформы и ее системного обеспечения.
-
Протоколы передачи и приема сообщений в языке Фортран-GNS.
Операторы SEND и RECEIVE имеют вид:
| SEND (sm [,ss]...) [список] RECEIVE (rm [,rs]...) [список] |
где
sm или rm - спецификация сообщения - определяет адресата
(процесс или процессы, которым посылается
сообщение) или отправителя и способ синхронизации;
список - список передаваемых данных имеет такой же вид, как списки в операторах ввода/вывода Фортрана 77, т.е. элементом списка может быть константа,имя переменной, переменная с индексом, имя массива или неявный цикл;
ss или rs - дополнительная спецификация.
Вид спецификации сообщения sm и rm зависит от способа синхронизации.
а) Синхронный способ: sm есть [TASKID =] адресат,
где адресат есть adr или ALL, а
adr - ссылка на функцию, имя переменной, элемента массива или имя массива типа TASKID или имя программной единицы-задачи.
Если adr - имя программной единицы-задачи, то сообщение посылается всем процессам программы, образованным по образцу указанной программной единицы (исключая посылающую).процедуры.
ALL - означает, что сообщение посылается всем процессам программы, образованным на момент выполнения оператора передачи сообщения,исключая процесс-отправитель. rm есть [TASKID =] t, где t - переменная или элемент масси-
ва типа TASKID; параметр специфицирует процесс - отправитель.
Когда adr (rm) - значение типа TASKID, оно должно ссылаться на незавершенный процесс.
б) Асинхронный способ
sm есть [TAG=] ie, [TASKID =] адресат
или TASKID = адресат, [TAG =] ie
rm есть [TAG=] ie [,[TASKID =] t]
или TASKID = t, [TAG =] ie
где адресат и t определяются как rm для синхронного способа,
ie - выражение целого типа, значение которого определяет тег сообщения.
в) Способ без ожидания
sm есть [TASKID =] адресат, FLAG = l
rm есть [TASKID =] adr, FLAG = l
или [FLAG =] l
где
адресат и adr определяется как и для предыдущего способа;
l - имя логической переменной.
Переменная l может использоваться также в стандартных процедурах MSGDONE(l) и TESTFLAG(l) (см. п.7.). В других ситуациях ее использование не допускается.
Дополнительная спецификация
Дополнительная спецификация ss и rs , как видно из синтаксиса, является необязательной.
ss есть ERR = l
и / или SRSTAT = ios
где
l - специфицирует метку, которой передается управление в случае ошибки при передаче сообщения;
ios - имя переменной или элемента массива целого типа; специфицирует статус состояния (аналог спецификации IOSTAT в операторах ввода/вывода).
В результате выполнения оператора, переменной ios присваивается
значение O , если не было обнаружено ошибки, и положительное значение,
если обнаружена ошибка. Классификация видов ошибок определяется реализацией языка. Если спецификация SRSTAT отсутствует, то значение статуса состояния присваивается системной переменной.
Если спецификация ERR отсутствует, то в случае ошибки, задача (и вся программа) завершается выполнением стандартной процедуры ABORT.
В качестве дополнительной спецификации rs для оператора RECEIVE, помимо аналогичных спецификаций ERR и SRSTAT, можно также использовать необязательную спецификацию SENDER, т.е.
rs есть ERR = l
и / или SRSTAT = i
и / или SENDER = t
где t - переменная типа TASKID.
Спецификацию SENDER полезно использовать, если отсутствует имя процесса-отправителя. Переменной t после выполнения оператора RECEIVE присваивается значение имени процесса-отправителя.
Замечание.
1.Способ передачи сообщения и число элементов в списках оператора SEND и соответствующего оператора RECEIVE должны совпадать; для каждого элемента - тип, а для массивов также размерность и конфигурация должны соответствовать друг другу. Конфигурация массива - это одномерный массив целого типа, размер которого равен размерности исходного массива, а элементы равны размерам соответствующих измерений.
Несоответствие структуры данных при синхронной передаче считается ошибкой в обоих процессах , при других способах передачи - ошибкой в задаче-отправителе.
2. Если значение переменной адресата есть .NOTASKID. или ссылка на завершенный процесс, оператор обмена для этого процесса не выполняется, а спецификация SENDER получает значение .NOTASKID. .
3.Не считается ошибкой наличие в почтовом ящике невостребованных сообщений при завершении процесса.
Использование операторов передачи сообщений
Синхронный режим передачи сообщений
По определению, синхронный режим передачи сообщений требует одновременного выполнения в процессах соответствующих операторов, что при рассогласовании работы процессов может быть источником "зависания" программы. Достоинством данного метода передачи сообщений является принципиальная возможность проводить обмен данными без использования системных буферов, что может ускорить время обмена.
Операторы передачи сообщений с пустым списком данных могут использоваться для синхронизации вычислений программы.
Для этого в процессе, управляющем синхронизацией, следует выполнить оператор: SEND(ALL), во всех процессах программы - RECEIVE (T1),где Т1 должен ссылаться на управляющую задачу. Управляющий процесс продолжиться только после выполнения во всех задачах оператора RECEIVE. Оператор SEND(А) требует синхронизации только от процессов, образованных по программе-задаче А, а SEND(ТМ) - от процессов, на которые ссылаются элементы массива ТМ. Если процессам известно, что рандеву будет требовать начальный процесс, то их синхронизирующий оператор может быть записан: RECEIVE (МАSТЕR()). Точная синтаксическая запись: Т1=МАSTER()
RECEIVE (T1)
так как в параметрах операторов передачи сообщений не разрешается использования выражений. Реализации могут иметь расширенное толкование семантики, в частности, допускать использование функций типа TASKID в позициях переменных этого типа. Некоторые реализации могут запрещать в операторах приема сообщений неявные циклы, управляемые параметром, находящимся в этом же списке ввода. Так, в Фортране МВК запрещены такие конструкции: RECEIVE (<..>) N, (KM(I),I=1,N)
Асинхронный режим передачи сообщений
Использование данного способа обмена сообщениями делает программу еще менее критичной к согласованию операторов обмена сообщениями, так как процесс-отправитель продолжает работу после передачи сообщения, не дожидаясь конца фактической передачи сообщения (и даже начала, так как система интерпретации "должна" сразу же, скопировав передаваемые данные в буфер, "отпустить" процесс) . Получатель сообщений этого типа может выдавать директиву приема сообщения, только удостоверившись в наличии нужного сообщения в почтовом ящике процесса при помощи функций: TESTMSG,TESTTAG,PROBE. Выполнение оператора RECEIVE без проверки наличия сообщения в почтовом ящике процесса, по аналогии с синхронным способом обмена, приводит к задержки выполнения процесса до приема сообщения с заказанным тегом и ,возможно, с заданным именем отправителя. Но в отличие от синхронного способа, асинхронный способ позволяют проводить селекцию поступающих сообщений при помощи конструкций выбора. Пусть процесс может получать сообщения с тегом 1, но от процесса TI - скаляр целого типа, а от процесса TM(1) - массив из 100 целых чисел. Тогда прием таких сообщений может быть запрограммирован так:
IF (TESTTAG(1)) THEN
SELECT MESSAGE
CASE(1,TI)
RECEIVE (1) K
CASE(1,TM(1))
RECEIVE (1) KM
END SELECT
END IF или:
SELECT MESSAGE
CASE(1,TI)
RECEIVE (1) K
CASE(1,TM(1))
RECEIVE (1) KM
CASE DEFAULT
GO TO 2
END SELECT 2 CONTINUE
Ожидание этих сообщений, то есть, по аналогии с синхронной передачей сообщений, прерывание работы процесса до получения сообщения (в данном случае любого из ожидаемого) записывается так:
SELECT MESSAGE
CASE(1,TI)
RECEIVE (1) K
CASE(1,TM(1))
RECEIVE (1) KM
END SELECT
Если сообщения различаются тегами, то конструкция их ожидания может иметь вид:
SELECT MESSAGE
CASE(1)
RECEIVE (1) K
CASE(2,TM(1))
RECEIVE (2) KM
END SELECT
Режим передачи сообщений без ожидания
Передачи сообщений этого типа рекомендуется использовать для передачи данных "впрок", заблаговременно. Если после операторов SEND / RECEIVE без ожидания, поместить операторы: CALL MSDONE(L),
семантика операторов будет совпадать с семантикой асинхронных операторов. Следует иметь ввиду, что при использовании операторов данного вида в цикле без использования процедур ожидания фактической передачи сообщений возможно искажение передаваемых данных; семантика функции TESTFLAG при этом будет двусмысленной.
Структура элементов списка передаваемых сообщений
Структура элементов списка передаваемых (принимаемых) сообщений, как объявлено, совпадает с списком ввода вывода операторов обмена Фортрана. Широкие возможности предоставляет аппарат неявных циклов.
Пусть имеются описания: REAL A(10),B(5,5). Тогда оператор:
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
