54 Сурак

1.Таксономия Флинна. Архитектуры misd, mimd.

В литературе часто используется та или иная схема классификации компьютерных архитектур и одной из наиболее популярных является таксономия Флинна. В ее основу положено описание работы компьютера с потоком команд и потоком данных. По Флинну принято классифицировать все возможные архитектуры компьютеров на четыре категории:

SISD (Single Instruction Stream - Single Data Stream) – один поток команд и один поток данных;

SIMD (Single Instruction Stream –Multiple Data Stream) – один поток команд и множество потоков данных;

MISD (Multiple Instruction Stream –Single Data Stream) – множество потоков команд и один поток данных;

MIMD (Multiple Instruction Stream –Multiple Data Stream) – множество потоков команд и множество потоков данных

MISD компьютеры

Вычислительных машин такого класса практически нет и трудно привести пример их успешной реализации. Один из немногих – систолический массив процессоров, в котором процессоры находятся в узлах регулярной решетки, роль ребер которой играют межпроцессорные соединения. Все процессорные элементы управляются общим тактовым генератором. В каждом цикле работы каждый процессорный элемент получает данные от своих соседей, выполняет одну команду и передает результат соседям

MIMD компьютеры

Эта категория архитектур вычислительных машин наиболее богата, если иметь в виду примеры ее успешных реализаций. В нее попадают симметричные параллельные вычислительные системы, рабочие станции с несколькими процессорами, кластеры рабочих станций и т.д. Уже довольно давно появились компьютеры с несколькими независимыми процессорами, но вначале на таких компьютерах был реализован только параллелизм заданий, то есть на разных процессорах одновременно выполнялись разные и независимые программы.

2.Структура mpi программы в стиле spmd. Приведите пример.

Структура SPMD (Single Program Multiple Data)предполагает, каждый процесс параллельного приложения имеет один и тот же исходный код.

Все процессы исполняют в общем случае различные ветви одной и той же программы. Такой подход обусловлен тем обстоятельством, что задача может быть достаточно естественным образом разбита на подзадачи, решаемые по одному алгоритму. На практике чаще всего встречается именно эта модель программирования (Single program - Multiple Data) [1,12].

Последнюю модель иначе можно назвать моделью распараллеливания по данным. Кратко, суть этого способа заключается в следующем. Исходные данные задачи распределяются по процессам (ветвям параллельного алгоритма), а алгоритм является одним и тем же во всех процессах, но действия этого алгоритма распределяются в соответствии с имеющимися в этих процессах данными. Распределение действий алгоритма заключается, например, в присвоении разных значений переменным одних и тех же циклов в разных ветвях, либо в исполнении в разных ветвях разного количества витков одних и тех же циклов и т.п. Другими словами, процесс в каждой ветви следует различными путями выполнения на той же самой программе.

#include <mpi.h>

#include <stdlib.h>

#include <stdio.h>

void main( int argc, char *argv[ ])

{

MPI_Init(&argc,&argv);

MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD,&numprocs);

MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD,&myid);

If (myid == 0 ){

/* Работает только корневой процесс */

}

/* Все без исключения процессы выполняеют одну и ту же работу */

if (myid == 0) {

/* Работает только корневой процесс */

}

MPI_Finalize();

}