- •Isbn 978-601-217-247-8
- •Есептеу машиналары
- •§1.1.1 Параллель виртуалды машиналар
- •1 Сурет. Vm/sp, vм/ха, vn/еsа машиналары
- •2 Сурет. Виртуалды машина жүйесі
- •3 Сурет. VMware терезесі
- •4 Сурет. Бір компьютерде бірнеше операциялық жүйе
- •5 Сурет. Вм консолынің мысалы
- •6 Сурет. Виртуалды машиналар жүйесінің архитектурасы
- •§1.1.2 Виртуалды машиналардың түрлері
- •§1.1.3 Виртуаландыру - ақпараттық жүйелерді реттеудің басты жолы
- •§1.2.1 Компьютердің аппараттық құрылымын жетілдіру
- •7 Сурет. Бір операцияны бес тактіде орындайтын тізбекті құрылғының
- •8 Сурет. Бір операцияны әрбірі бес тактіде орындайтын екі бірдей тізбекті
- •10 Сурет. Конвейерлік құрылғы өнімділігінің кіріс деректер
- •11 Сурет. Illiac IV матрицалық жүйесінің жобасы
- •§1.2.2 Компьютерді басқарудың интеллектуалдығын жоғарылату
- •12 Сурет. Ортақ жадылы параллель компьютерлер
- •13 Сурет. Таратылған жадылы параллель компьютерлер
- •14 Сурет. Ортақ шиналы мультипроцессорлық жүйе.
- •15 Сурет. Матрицалық коммутаторлардағы
- •16 Сурет. Омега - желі мультипроцессорлық жүйесі.
- •17 Сурет. Мультикомпьютерлерлік жүйелер байланыс топологияларымен: а – сызықша; б – дөңгелек; в – жұлдызша
- •18 Сурет. Процессорлардың байланыс топологияларының нұсқалары
- •19 Сурет. Сm* есептеу жүйесінің сызбасы
- •20 Сурет. Bbn Butterfly есептеу жүйесінің сызбасы
- •§1.2.3 Функционалды құрылғылар жүйесі
- •§1.3.1 Параллель компьютерлер және жүйелер классификациясы
- •21 Сурет. М. Флин классификациясының sisd және simd кластары
- •22 Сурет. М. Флин классификациясының misd және mimd кластары
- •23 Сурет. Mimd класына р. Хокнидың қосымша
- •§1.3.2 Векторлы-конвейерлік компьютелер
- •24 Сурет. Cray c90 компьютерінің жалпы сүлбесі
- •25 Сурет. Cray c90 компьютері жадысының бөлінуі
- •26 Сурет. Cray c90 компьютерінде векторлық операциялардың орындалуы
- •27 Сурет. Cray c90 компьютерінде векторлық операциялардың ілінісуі
- •§1.3.3 Ортақ жадылы параллель компьютерлер
- •28 Сурет. Hewlett Packard Superdome компьютері
- •29 Сурет. Hewlett Packard Superdome компьютерінің
- •§1.3.4 Таратылған жадылы есептеу жүйелері
- •30 Сурет. Cray t3e компьютерінің коммуникациялық торы
- •31 Сурет. Cray т3d/t3e компьютерлеріндегі барьерлі синхрондау
- •32 Сурет. Есептеу кластерінің жалпы схемасы
- •33 Сурет. Мвс-1000м суперкомпьютерінің құрылымы
- •34 Сурет. Коммуникациялық ортаның латенттілігі және өткізу қабілеті
- •§1.3.5 Метакомпьютинг
- •§2.1.1 Үлкен есептер және үлкен компьютерлер
- •35 Сурет. Сандық эксперименттің этаптары
- •§ 2.1.2 Алгоритм графы және параллель есептеулер
- •§ 2.1.3 Шексіз параллелділік концепциясы
- •§ 2.1.4 Ішкі параллельділік
- •37 Сурет. Матрицаларды көбейту графы
- •38 Сурет. Үшбұрышты жүйелерге арналған графтар
- •39 Сурет. Блокты-екідиагоналды жүйеге арналған Макрограф
- •40 Сурет. Блокты-екідиагоналды жүйеге арналған граф
- •41 Сурет. Жалпыланған пралллель форманың ярустары
- •42 Сурет. Графтағы микро және макропараллельділік
- •§2.2.1 Дәстүрлі тізбекті тілдерді пайдалану.
- •§2.2.2 OpenMp бағдарламалау технологиясы
- •44 Сурет. ОреnМр: бағдарламаның орындалу процесі
- •§2.2.3 Хабарлама жіберу негізіндегі бағдарламалау жүйелері. Mpi бағдарламалау жүйесі
- •Int mpi_Comm_rank(mpi_Comm comm, int *rank)
- •Int mpi_Send(void *buf, int count, mpi_Datatype datatype, int dest, int msgtag, mpi_Comm comm)
- •Integer count, datatype, dest, msgtag, comm, request, ierr
- •Int mpi_Isend(void *buf, int count, mpi_Datatype datatype, int dest, int msgtag, mpi_Comm comm, mpi_Request *request)
- •Int mpi_Irecv(void *buf, int count, mpi_Datatype datatype, int source, int msgtag, mpi_Comm comm, mpi_Request *request)
- •Integer count, datatype, source, msgtag, comm, request, ierr
- •Int main(argc,argv)
- •Int argc;
- •Include 'mpif.H’
- •Integer ierr, rank, size, prev, next, reqs(4), buf(2)
- •Integer stats(mpi_status_size, 4)
- •Int mpi_Waitany( int count, mpi_Request *requests, int *index, mpi_Status *status)
- •Integer count, requests(*), index, status(mpi_status_size), ierr
- •Int mpi_Waitsome( int incount, mpi_Request *requests, int *outcount, int *indexes, mpi_Status *statuses)
- •Integer incount, requests(*), outcount, indexes(*), ierr,
- •Int mpi_Test(mpi_Request *request, int *flag, mpi_Status *status)
- •Integer request, ierr, status(mpi_status_size)
- •Int mpi_Testall( int count, mpi_Request *requests, int *flag, mpi_Status *statuses)
- •Integer count, requests(*), statuses(mpi_status_size,*), ierr
- •Int mpi_Testany(int count, mpi_Request *requests, int *index, int *flag, mpi_Status *status)
- •Integer count, requests(*), index, status(mpi_status_size), ierr
- •Int mpi_Testsome( int incount, mpi_Request *requests, int *outcount, int *indexes, mpi_Status *statuses)
- •Integer incount, requests(*), outcount, indexes(*), ierr,
- •Int mpi_Iprobe( int source, int msgtag, mpi_Comm comm, int *flag, mpi_Status *status)
- •Include 'mpif.H’
- •Integer ierr, rank, size, n, nl, I, j
- •Integer irr, status(mpi_status_size), req(maxproc*2)
- •If(ir .Ne. Rank)
- •Int mpi_Send_init( void *buf, int count, mpi_Datatype datatype, int dest, int msgtag, mpi_Comm comm, mpi_Request *request)
- •Integer count, datatype, dest, msgtag, comm, request, ierr
- •Int mpi_Recv_init( void *buf, int count, mpi_Datatype datatype, int source, int msgtag, mpi_Comm comm, mpi_Request *request)
- •Integer count, datatype, source, msgtag, comm, request, ierr
- •Integer сомм, ierr
- •Include 'mpif.H’
- •Integer ibuf(maxproc)
- •Integer req(2*maxproc), statuses(mpi_status_size, maxproc)
- •Integer count, datatype, root, comm, ierr
- •Integer scount, stype, rcount, rtype, root, comm, ierr
- •Integer scount, stype, rcounts(*), displs(*), rtype, root, comm, ierr
- •Integer scount, stype, rcount, rtype, root, comm, ierr
- •Int mpi_Bcast(void *buf, int count, mpi_Datatype datatype, int source, mpi_Comm comm)
- •Int mpi_Gather( void *sbuf, int scount, mpi_Datatype stype, void *rbuf, int rcount, mpi_Datatype rtype, int dest, mpi_Comm comm)
- •Int mpi_Scatter(void *sbuf, int scount, mpi_Datatype stype, void *rbuf, int rcount, mpi_Datatype rtype, int source, mpi_Comm comm)
- •Int main(argc,argv)
- •Int argc;
- •Int numtasks, rank, sendcount, recvcount, source;
- •Int mpi_Barrier (mpi_Comm comm)
- •§ 2.2.4 Бағдарламалаудың басқа тілдері және жүйелері.
- •Параллель есептеуде қолданылатын қысқаша қазақша-орысша терминологиялық сөздік
- •Параллель есептеуде қолданылатын қысқаша орысша-қазақша терминологиялық сөздік
- •Және орта айнымалылары
- •Mpi функциялары
Есептеу машиналары
1-ШІ ТАРАУ. ВИРТУАЛДЫ МАШИНАЛАР
§1.1.1 Параллель виртуалды машиналар
Виртуалды машиналардың қысқаша тарихы
Виртуалдандыру технологиясын пайдалану туралы жоба ХХ ғасырдың 20 жылдарында іске аса бастады.
Виртуалды машиналар жүйесінің алғашқы жобасы 7044Х - 7044М болды. Ал IBM System/370 – жүйесі негізінде VM/370 жобасын толықтай аяқтап, ол пайдаланушылар арасында үлкен сұранысқа ие болды. Виртуалды машиналардың бұл жүйесінде өзгерістер аз болмады. Мысалы VM/SP, VМ/ХА, VN/ЕSА нұсқалары компьютер индустриясында кең таралған жүйелер болып табылады (1 сурет).
1 Сурет. Vm/sp, vм/ха, vn/еsа машиналары
VM/370 операциялық жүйесінде пайдаланушы толық өлшемді және толық функционалды виртуалды машинаға ие болды. Олай дейтініміз ол өзі қалаған операциялық жүйені және қолданбалы программалық жабдығын орната алады. Компьютер виртуалды машина болуы үшін оперативті жады, процессор ресурстары, өзіндік виртуалды сыртқы аппараттық құрылғылары қажет болады. Былайша айтқанда, бұл машиналар қарапайым компьютерге ұқсас, бірақ та құрылғыларының түрлері виртуалды құрылғылар. Қызмет көрсететін виртуалды машиналардың саны лицензиясымен, пайдаланылатын жады ресурстарымен, диск, орталық процессор және т.б. анықталады.
VM/370 операциялық жүйесі алғашқы виртуалды машиналар жүйесінің (ВМЖ) жетілдірілген, толықтырылған түрі болып саналады. ВМЖ 1- нұсқасын ең бірінші болып 1982 жылы "Роботрон" комбинаты шығарды. Ал, Минск НИИЭЕМ компаниясы 1983 жылы 2.2 ВМЖ версиясының VM/370 негізінде базаланған түрін жарыққа шығарды (2 сурет).
2 Сурет. Виртуалды машина жүйесі
Бұл компанияда ВМЖ-ін үздіксіз жетілдірудің нәтижесінде 90-шы жылдардың басында VM/ВМЖ операциялық жүйесі құрылды.
ІВМ компаниясы негізінде құрылған ІВА атты Минскілік компания МПО ЕТ және НИИЭЕМ базасында қазіргі күнге дейін IВМ мэйнфреймдері үшін VM/ВМЖ-нің жаңа түрлерін шығаруда еңбек етуде.
ІВМ корпарациясының инженерлері алғашында өз процессорларының архитектурасына виртуалдандырудың мүмкіндіктерін қосты. ВМ операциялық жүйесін құрушылар спецификалық аппараттық проблемаларға үнемі кезігіп, оны қайта болдырмауға әрекет жасап отырды. Бірақ Intel х86 процессорынан ІВМ-ның процессоры архитектурасы жағынан өзгеше болды. «Виртуалдандыру» қарапайым әдіспен орындалмайды. Мұнда операциялық жүйе платформасында жұмыс істейтін ядроға, процессор ресурстарының барлығы тиімді болып саналады. Сондықтан да, процессор және виртуалды құрылғылардан операциялық жүйені бөлек алып қарастыру теориялық тұрғыдан қарағанда дұрыс емес болып есептеледі. Яғни, бір компьютерде екі операциялық жүйе орнатылса қателіктер жиі болып тұрады.
Intelх86 платформасында виртуалды машина технологиясын жасаушы компания VMware. Оны Стэндфорд университеті базасында профессор Мендель Розенблюм және оның әйелі Диана Грин 1998 жылы құрастырған болатын. Компания IA-32 виртуалдандыру жүйесі үшін Virtual Platform технологиясын құрастырды, ал 1999 жылы ең алғашқы Linux операциялық жүйесі үшін VMware Workstation (3 сурет) виртуалды машинасын жарыққа шығарды. Осыдан бастап Linux қоғамдастығы мәңгілік абыройға ие болды десе те болады.
