Отчёты к лабораторным работам_2 / 13 вариант (Машеров) / Лабораторная работа 4
.docx
Лабораторная Работа №4
Исследование принципов организации вычислительного процесса в многопроцессорной вычислительной системе с распределенной памятью.
Студент: Машеров Д. Группа: А-13-08
-
Расчет критического пути и минимального времени выполнения задачи, реализуемой на МВС с распределённой памятью, сравнение его с критическим путем задачи , реализуемой на МВС с общей памятью.
Критический путь - <1,3,6,9,13,14>
Критический путь - <1,3,6,9,13,14>
Вывод:
Минимальное и максимальное время уменьшились для графа в МВС с распределенной памятью по сравнению с графом в МВС с общей памятью, поскольку время передачи не удваивается, и веса некоторых дуг было обнуляются.
Для МВС с распределенной памятью, на которой возможно выполнение задачи за минимальное время, выбраны следующие параметры:
Число процессоров
,
число шин меньше
чем
,
равно 1
Выбор оптимальных
параметров
Наилучший результат получен с использованием стратегии по принадлежности к критическому пути (самое маленькое время решения и число процессоров).
Программное моделирование решения задачи (с использованием четырех различных стратегий назначения готовых узлов) не позволило достичь минимального времени решения, так как при реализации стратегии назначения учитываются только времена выполнения узлов задачи.
Сравнение стратегий по времени решения в зависимости от числа процессоров и шин .
-
МВС с распределенной памятью
Применение стратегии выбора узлов с максимальным временем выполнения
|
Число процессоров |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
|
Число шин |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
2 |
|
Время выполнения (МТ) |
45 |
32 |
32 |
32 |
32 |
32 |
|
Ускорение параллельного решения |
1,00 |
1,41 |
1,41 |
1,41 |
1,41 |
1,41 |
|
Коэффициент средней загруженности процессоров |
1 |
0.703 |
0.469 |
0.352 |
0.281 |
0.281 |
|
Коэффициент средней загруженности шин |
0 |
0.313 |
0.313 |
0.313 |
0.313 |
0.156 |
Применение стратегии выбора узлов с минимальным временем выполнения
|
Число процессоров |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
|
Число шин |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
2 |
|
Время выполнения (МТ) |
45 |
29 |
27 |
27 |
27 |
27 |
|
Ускорение параллельного решения |
1,00 |
1,55 |
1,67 |
1,67 |
1,67 |
1,67 |
|
Коэффициент средней загруженности процессоров |
1 |
0.776 |
0.556 |
0.417 |
0.333 |
0.333 |
|
Коэффициент средней загруженности шин |
0 |
0.378 |
0.444 |
0.444 |
0.444 |
0.222 |
Применение стратегии выбора узлов с максимальным числом последователей
|
Число процессоров |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
|
Число шин |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
2 |
|
Время выполнения (МТ) |
45 |
32 |
32 |
32 |
32 |
32 |
|
Ускорение параллельного решения |
1,00 |
1,41 |
1,41 |
1,41 |
1,41 |
1,41 |
|
Коэффициент средней загруженности процессоров |
1 |
0.703 |
0.469 |
0.352 |
0.281 |
0.281 |
|
Коэффициент средней загруженности шин |
0 |
0.313 |
0.625 |
0.625 |
0.625 |
0.313 |
Применение стратегии выбора узлов, принадлежащих критическому пути
|
Число процессоров |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
|
Число шин |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
2 |
|
Время выполнения (МТ) |
45 |
27 |
27 |
27 |
27 |
27 |
|
Ускорение параллельного решения |
1,00 |
1,67 |
1,67 |
1,67 |
1,67 |
1,67 |
|
Коэффициент средней загруженности процессоров |
1 |
0.833 |
0.556 |
0.417 |
0.333 |
0.333 |
|
Коэффициент средней загруженности шин |
0 |
0.259 |
0.296 |
0.296 |
0.296 |
0.148 |
-
МВС с общей памятью
Применение стратегии выбора узлов с максимальным временем выполнения
|
Число процессоров |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
|
Число шин |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
2 |
|
Время выполнения (МТ) |
155 |
122 |
115 |
116 |
116 |
87 |
|
Ускорение параллельного решения |
1,00 |
1,27 |
1,35 |
1,34 |
1,34 |
1,78 |
|
Коэффициент средней загруженности процессоров |
0.29 |
0.184 |
0.13 |
0.097 |
0.078 |
0.103 |
|
Коэффициент средней загруженности шин |
0.71 |
0.902 |
0.957 |
0.948 |
0.948 |
0.632 |
Применение стратегии выбора узлов с минимальным временем выполнения
|
Число процессоров |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
|
Число шин |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
2 |
|
Время выполнения (МТ) |
155 |
122 |
121 |
121 |
121 |
81 |
|
Ускорение параллельного решения |
1,00 |
1,27 |
1,28 |
1,28 |
1,28 |
1,91 |
|
Коэффициент средней загруженности процессоров |
0.29 |
0.184 |
0.124 |
0.093 |
0.074 |
0.111 |
|
Коэффициент средней загруженности шин |
0.71 |
0.902 |
0.909 |
0.909 |
0.909 |
0.679 |
Применение стратегии выбора узлов с максимальным числом последователей
|
Число процессоров |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
|
Число шин |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
2 |
|
Время выполнения (МТ) |
155 |
130 |
124 |
116 |
116 |
93 |
|
Ускорение параллельного решения |
1,00 |
1,19 |
1,25 |
1,34 |
1,34 |
1,67 |
|
Коэффициент средней загруженности процессоров |
0.29 |
0.173 |
0.121 |
0.097 |
0.078 |
0.155 |
|
Коэффициент средней загруженности шин |
0.71 |
0.846 |
0.887 |
0.948 |
0.948 |
0.45 |
Применение стратегии выбора узлов, принадлежащих критическому пути
|
Число процессоров |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
|
Число шин |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
2 |
|
Время выполнения (МТ) |
155 |
125 |
115 |
115 |
115 |
83 |
|
Ускорение параллельного решения |
1,00 |
1,24 |
1,35 |
1,35 |
1,35 |
1,87 |
|
Коэффициент средней загруженности процессоров |
0.29 |
0.18 |
0.13 |
0.098 |
0.078 |
0.108 |
|
Коэффициент средней загруженности шин |
0.71 |
0.88 |
0.957 |
0.957 |
0.957 |
0.663 |
-
Графики стратегий по времени решения в зависимости от числа процессоров и шин.
Ясно, что времена решения для различных стратегий в МВС с распределённой памятью будут меньше, чем в ВМС с общей памятью (время передачи не удваивается, и веса некоторых дуг было обнуляются).
Изменение стратегии в МВС с общей памятью влияет больше на время решения, чем для МВС с общей памятью, так как время передачи вносит больший вклад во время решения.
Увеличение шин для МВС с общей памятью более существенно, чем для МВС с распределённой памятью
-
Анализ решения наборов задач разной связности.
Слабосвязанные задачи
(время выполнения узлов много больше времени передач между узлами)
Tmin= 185
Решение слабосвязных задач с применением стратегии выбора узлов с максимальным временем выполнения
|
Число процессоров |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|||
|
Число шин |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
2 |
1 |
2 |
3 |
|
Время выполнения (МТ) |
820 |
434 |
408 |
300 |
267 |
267 |
257 |
262 |
262 |
|
Ускорение параллельного решения |
1,00 |
1,89 |
2,01 |
2,73 |
3,07 |
3,07 |
3,19 |
3,13 |
3,13 |
|
Коэффициент средней загруженности процессоров |
1 |
0.945 |
0.670 |
0.683 |
0.614 |
0.614 |
0.532 |
0.522 |
0.522 |
|
Коэффициент средней загруженности шин |
0 |
0.051 |
0.118 |
0.127 |
0.176 |
0.088 |
0.202 |
0.099 |
0.066 |
Решение слабосвязных задач с применением стратегии выбора узлов с минимальным временем выполнения
|
Число процессоров |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|||
|
Число шин |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
2 |
1 |
2 |
3 |
|
Время выполнения (МТ) |
820 |
414 |
383 |
312 |
324 |
324 |
230 |
230 |
230 |
|
Ускорение параллельного решения |
1,00 |
1,98 |
2,14 |
2,63 |
2,53 |
2,53 |
3,57 |
3,57 |
3,57 |
|
Коэффициент средней загруженности процессоров |
1 |
0.99 |
0.712 |
0.657 |
0.506 |
0.506 |
0.594 |
0.594 |
0.594 |
|
Коэффициент средней загруженности шин |
0 |
0.014 |
0.109 |
0.099 |
0.157 |
0.079 |
0.239 |
0.12 |
0.08 |
Решение слабосвязных задач с применением стратегии выбора узлов с максимальным числом последователей
|
Число процессоров |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|||
|
Число шин |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
2 |
1 |
2 |
3 |
|
Время выполнения (МТ) |
820 |
444 |
367 |
306 |
256 |
256 |
319 |
319 |
319 |
|
Ускорение параллельного решения |
1,00 |
1,85 |
2,23 |
2,68 |
3,20 |
3,20 |
2,57 |
2,57 |
2,57 |
|
Коэффициент средней загруженности процессоров |
1 |
0.923 |
0.745 |
0.67 |
0.641 |
0.641 |
0.428 |
0.428 |
0.428 |
|
Коэффициент средней загруженности шин |
0 |
0.124 |
0.131 |
0.17 |
0.199 |
0.10 |
0.157 |
0.078 |
0.052 |
Решение слабосвязных задач с применением стратегии выбора узлов, принадлежащих критическому пути
|
Число процессоров |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|||
|
Число шин |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
2 |
1 |
2 |
3 |
|
Время выполнения (МТ) |
820 |
433 |
357 |
320 |
320 |
320 |
320 |
320 |
320 |
|
Ускорение параллельного решения |
1,00 |
1,89 |
2,30 |
2,56 |
2,56 |
2,56 |
2,56 |
2,56 |
2,56 |
|
Коэффициент средней загруженности процессоров |
1 |
0.947 |
0.766 |
0.641 |
0.513 |
0.513 |
0.427 |
0.427 |
0.427 |
|
Коэффициент средней загруженности шин |
0 |
0.062 |
0.092 |
0.122 |
0.122 |
0.061 |
0.122 |
0.061 |
0.041 |
График зависимости
времен выполнения от числа процессоров
и шин
