Технология разработки параллельных программ для МВС с распределенной памятью

Нажмите для полного просмотра!

Технология разработки параллельных программ для МВС с распределенной памятью, слайд №2

Технология разработки параллельных программ для МВС с распределенной памятью, слайд №3

Технология разработки параллельных программ для МВС с распределенной памятью, слайд №4

Технология разработки параллельных программ для МВС с распределенной памятью, слайд №5

Технология разработки параллельных программ для МВС с распределенной памятью, слайд №6

Технология разработки параллельных программ для МВС с распределенной памятью, слайд №7

Технология разработки параллельных программ для МВС с распределенной памятью, слайд №8

Технология разработки параллельных программ для МВС с распределенной памятью, слайд №9

Технология разработки параллельных программ для МВС с распределенной памятью, слайд №10

Технология разработки параллельных программ для МВС с распределенной памятью, слайд №11

Технология разработки параллельных программ для МВС с распределенной памятью, слайд №12

Технология разработки параллельных программ для МВС с распределенной памятью, слайд №13

Технология разработки параллельных программ для МВС с распределенной памятью, слайд №14

Технология разработки параллельных программ для МВС с распределенной памятью, слайд №15

Технология разработки параллельных программ для МВС с распределенной памятью, слайд №16

Технология разработки параллельных программ для МВС с распределенной памятью, слайд №17

Технология разработки параллельных программ для МВС с распределенной памятью, слайд №18

Технология разработки параллельных программ для МВС с распределенной памятью, слайд №19

Технология разработки параллельных программ для МВС с распределенной памятью, слайд №20

Технология разработки параллельных программ для МВС с распределенной памятью, слайд №21

Технология разработки параллельных программ для МВС с распределенной памятью, слайд №22

Технология разработки параллельных программ для МВС с распределенной памятью, слайд №23

Технология разработки параллельных программ для МВС с распределенной памятью, слайд №24

Содержание ▲

Вы можете ознакомиться и скачать презентацию на тему Технология разработки параллельных программ для МВС с распределенной памятью. Доклад-сообщение содержит 24 слайдов. Презентации для любого класса можно скачать бесплатно. Если материал и наш сайт презентаций Mypresentation Вам понравились – поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте в закладки в своем браузере.

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1

Описание слайда:

Технология разработки параллельных программ для МВС с распределенной памятью (MPI) Особенность - независимая работа CPU  Для распараллеливания необходимо: Распределение вычислительной нагрузки. Информационное взаимодействие (передача данных) между CPU. Библиотека функций MPI решает эти задачи. MPI – Message Passing Interface, интерфейс передачи сообщений.

Слайд 2

Описание слайда:

Модель программирования – SPMD (single program multiple data) Одна программа запускается для разных данных на нескольких (>1) CPU. В основе MPI – явный двусторонний обмен сообщениями: Согласование действий на обеих сторонах (передатчик-приемщик) для любой передачи данных. Автоматическая принудительная синхронизация с ожиданием опоздавшего (т.наз. рандеву). Основное внимание при использовании MPI– обеспечение взаимодействия.

Слайд 3

Описание слайда:

Понятие MPI Стандарт, которому должны удовлетворять средства организации передачи сообщений (MPI 1.0 был принят в 1994 г.). Программные средства, обеспечивающие передачу сообщений и соответствующие стандарту MPI: Организованы в библиотеку. Доступны для ЯП С (С++) и Fortran.

Слайд 4

Описание слайда:

Преимущества MPI Реализованы основные коммуникационные операции. Обеспечены разные способы пересылки данных. Упрощена переносимость параллельных программ между разными компьютерными системами (и платформами!). В библиотеках MPI учтены особенности МВС на уровне оборудования. Упрощена разработка параллельных программ: Основные операции передачи данных предусмотрены стандартом MPI. Есть библиотеки параллельных методов, созданных на базе MPI.

Слайд 5

Описание слайда:

Понятие процесса Процесс – ключевое понятие для технологии MPI. Процесс – отдельная программа с ее данными на процессоре: Исполняемый модуль. Адресное пространство. Доступ к информационным ресурсам (файлам, портам).

Слайд 6

Описание слайда:

Состояния процесса Пассивное – процесс известен системе, но в конкуренции за ресурсы не участвует. При этом ему предоставляется оперативная и/или внешняя память. Активное - во время своего существования процесс может участвовать в конкуренции за использование ресурсов ОС: Выполнение (running) – все затребованные процессом ресурсы выделены. В МВС количество активных процессов

Слайд 7

Описание слайда:

Процессы и потоки (треды). В любой момент времени выполняющимся процессом (т.е. использующим процессор) может быть только один процесс. Процесс рассматривается ОС как заявка на потребление всех видов ресурсов, кроме процессорного времени. Процессорное время распределяется на уровне тредов. У каждого процесса есть по меньшей мере один тред. Если число CPU>1, то треды могут выполняться одновременно. Тред – легковесный процесс.

Слайд 8

Описание слайда:

Основные понятия MPI Параллельная программа (ПП) – множество одновременно выполняемых процессов. Каждый процесс ПП порождается на основе копии одного и того же программного кода. Процессы могут выполняться на разных CPU. На одном CPU могут располагаться несколько процессов (выполнение в режиме разделения времени). Количество процессов и число используемых CPU определяется (как правило) статически – в момент запуска ПП средствами среды исполнения MPI-программ. Общих переменных нет  взаимодействие – через сообщения. Все процессы программы перенумерованы с 0. Номер процесса называют рангом процесса.

Слайд 9

Описание слайда:

Основные «параметры» MPI Тип операции передачи сообщения Коммуникаторы Тип данных, пересылаемых в сообщении Виртуальная топология

Слайд 10

Описание слайда:

Операции передачи сообщений Операции, поддерживаемые MPI функциями: Парные (point-to-point) – для взаимодействия между двумя процессами. Коллективные (collective) – для одновременного взаимодействия нескольких процессов.

Слайд 11

Описание слайда:

Коммуникаторы Коммуникатор –специально создаваемый служебный объект, объединяющий группу процессов и ряд дополнительных параметров (контекст), используемых при выполнении операций передачи сообщений. Парные операции выполняются для процессов, принадлежащих одному и тому же коммуникатору. Коллективные операции применяются одновременно для всех процессов коммуникатора. Для операций передачи сообщений обязательно указывается используемый коммуникатор.

Слайд 12

Описание слайда:

Коммуникаторы В ходе вычислений можно создавать новые и удалять существующие коммуникаторы. Один и тот же процесс может принадлежать разным коммуникаторам. Все процессы ПП входят в состав создаваемого по умолчанию коммуникатора с идентификатором MPI_COMM_WORLD. Для передачи данных между процессами из разных групп необходимо создавать глобальный коммуникатор (intercommunicator).

Слайд 13

Описание слайда:

Типы данных При выполнении операций передачи сообщений для указания передаваемых или получаемых данных в функциях MPI необходимо указывать тип пересылаемых данных. MPI содержит набор базовых типов данных, во многом совпадающих с типами данных C и Fortran. В MPI имеются возможности для создания новых производных типов данных для уточнения описания содержимого пересылаемых сообщений.

Слайд 14

Описание слайда:

Виртуальная топология Логическая топология линий связи между процессами имеет структуру полного графа (независимо от наличия реальных физических каналов связи между процессорами). В MPI имеются средства для формирования логических (виртуальных) топологий любого требуемого типа.

Слайд 15

Описание слайда:

Основы разработки MPI-программ Функция инициализации Первой вызываемой функцией MPI должна быть функция инициализации среды выполнения кода MPI программы: int MPI_Init(int* count, char** text) Параметры функции: count - количество аргументов в командной строке, text – массив символов (текст) командной строки.

Слайд 16

$Пример void main (int argc, char *argv[]) { … MPI_Init(&argc, &argv);//адреса! //далее использование MPI … MPI_Finalize(); // код без использования...$

Описание слайда:

Пример void main (int argc, char *argv[]) { … MPI_Init(&argc, &argv);//адреса! //далее использование MPI … MPI_Finalize(); // код без использования MPI

Слайд 17

Описание слайда:

Ссылки – тип С++ Ссылка – другое имя объекта данных. Ссылка - указатель, который: жестко привязан к области памяти (на которую он указывает), автоматически разыменовывается, при обращении по имени ссылки Ссылка обязательно инициализируется при объявлении

Слайд 18

Описание слайда:

Правила для ссылок Ссылка д.б. инициализирована (не null) int& n; //ошибка double& x=1; // правильно …… double* x; double temp; temp=(double) 1; x=&temp;// адрес Операции не действуют на ссылки int n=0; int &k=n; k++;//n=1

Слайд 19

Описание слайда:

int a; //переменная с именем "a" типа int размещена по адресу А int a; //переменная с именем "a" типа int размещена по адресу А int &ra = a; //задано альтернативное имя (ra) для переменной по адресу А cout

Слайд 20

Описание слайда:

Основы разработки MPI-программ Функция завершения Последней вызываемой функцией MPI должна быть функция завершения кода MPI: void MPI_Finalize(void) Обе функции обязательны и выполняются один раз каждым процессом.

Слайд 21

Описание слайда:

Основы разработки MPI-программ Функция определения количества процессов int MPI_Comm_size(MPI_Comm comm, int *size) comm – коммуникатор, для которого определяется размер, size – определяемое количество процессов. Функция определения ранга процесса int MPI_Comm_rank(MPI_Comm comm, int *rank) comm – коммуникатор, в котором определяется ранг, rank – определяемый ранг процесса в коммуникаторе.

Слайд 22

$Пример int main( int argc, char *argv[] ) { int ProcNum, ProcRank; //код без MPI функций … MPI_Init( &agrc, &argv); MPI_Comm_size( MPI_COMM_WORLD,...$

Описание слайда:

Пример int main( int argc, char *argv[] ) { int ProcNum, ProcRank; //код без MPI функций … MPI_Init( &agrc, &argv); MPI_Comm_size( MPI_COMM_WORLD, &ProcNum); //нашли общее число процессов MPI_Comm_rank( MPI_COMM_WORLD, &ProcRank); //нашли ранг текущего процесса //код с использованием MPI функций … MPI_Finalize(); //код без использования MPI … return 0; }

Слайд 23

Описание слайда:

Комментарии Коммуникатор MPI_COMM_WORLD создается по умолчанию и представляет все процессы выполняемой параллельной программы. Ранг, получаемый при помощи функции MPI_Comm_rank, является рангом процесса, выполнившего вызов этой функции. Поэтому переменная ProcRank будет принимать различные значения в разных процессах.

Слайд 24

$Пример static long num_steps = 100000; void main (int argc, char *argv[]) { int i, my_id, numprocs; double x, pi, step, sum = 0.0 ; step =...$

Описание слайда:

Пример static long num_steps = 100000; void main (int argc, char *argv[]) { int i, my_id, numprocs; double x, pi, step, sum = 0.0 ; step = 1.0/(double) num_steps ; MPI_Init(&argc, &argv) ; MPI_Comm_Rank(MPI_COMM_WORLD, &my_id) ; MPI_Comm_Size(MPI_COMM_WORLD, &numprocs) ; my_steps = num_steps/numprocs ; for (i=my_id; i