МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ОДЕСЬКА ДЕРЖАВНА АКАДЕМІЯ ХОЛОДУ

ІНСТИТУТ ЗАОЧНОГО (ДИСТАНЦІЙНОГО) НАВЧАННЯ

Бондаренко В.Г., Рибалов Б.О.

ПАРАЛЕЛЬНІ ТА

РОЗПОДІЛЕНІ ОБЧИСЛЕННЯ

Посібник до самостійної роботи та виконання курсового проекту

Напрям підготовки 0915 «Комп’ютерна інженерія»

Одеса, 2011

Бондаренко В.Г., Рибалов Б.О. Паралельні та розподілені обчислення: Посібник до самостійної роботи та виконання курсового проекту. Одеська державна академія холоду, 2011. – 45 с.

Посібник розроблено згідно з робочою навчальною програмою дисципліни «Паралельні та розподілені обчислення» для студентів ІЗДН спеціальності 6.091501 «Комп’ютерні системи та мережі» за напрямом підготовки 0915 «Комп’ютерна інженерія».

Призначено для виконання курсового проекту студентами по закріпленню основних тем дисципліни.

Завідувач кафедри інформаційно-комунікаційних технологій

д.т.н., професор Г.С. Гайворонська

Голова науково-методичної комісії з напряму підготовки «Комп’ютерна інженерія»

ОДАХ

Зміст

Вступ 4

Мета й завдання курсового проектування 5

Варіанти завдань 6

1 Класифікації та архітектури паралельних та розподілених компютерних систем 10

2 Принципи роботи з проектом MPICH 20

Установка MPICH в Windows 23

Налаштування MPICH 27

Створення загального мережного ресурсу 31

Запуск MPI-програм 35

Створення MPI-програми в Visual Studio 38

Видалення MPICH 42

Додатки. Довідкові дані та методичні рекомендації 43

Д1. Правила оформлення пояснювальної записки і графічного матеріалу. 43

Д2. Приклад підготовки програмного середовища і розробки паралельної програми 46

46

Список використаних джерел 47

Вступ

Створення багатопроцесорних (паралельних) обчислювальних систем (ПОС) є стратегічною лінією розвитку комп'ютерної техніки, що обумовлюється існуванням в теперішній момент часу актуальних завдань фундаментальної і прикладної науки, для аналізу і дослідження яких продуктивності існуючих засобів обчислювальної техніки виявляється недостатньо. Основними стримуючими чинниками широкого розповсюдження ПОС являються:

• висока вартість ПОС;

• різноманітність архітектурної побудови ПОС;

• трудомісткість розробки ефективних паралельних алгоритмів і програм.

Подолання першого стримуючого чинника по широкому використанню паралельних обчислень (висока вартість ПОС) може бути отримано шляхом побудови кластерних обчислювальних систем (clusters). Під кластером зазвичай розуміється безліч окремих комп'ютерів, об'єднаних в мережу, для яких за допомогою спеціальних апаратно-програмних засобів забезпечується можливість уніфікованого управління, надійного функціонування і ефективного використання. Кластери можуть бути утворені на базі вже існуючих у споживачів окремих комп'ютерів або ж сконструйовані з типових комп'ютерних елементів, що зазвичай не вимагає значних фінансових витрат. Застосування кластерів може також в деякій мірі зменшити проблеми, пов'язані з розробкою паралельних алгоритмів і програм, оскільки підвищення обчислювальної потужності окремих процесорів дозволяє будувати кластери з порівняно невеликої кількості (декілька десятків) окремих комп'ютерів. Це призводить до того, що для паралельного виконання в алгоритмах рішення обчислювальних завдань досить виділяти тільки великі незалежні частини розрахунків, що, у свою чергу, знижує складність побудови паралельних методів обчислень і зменшує потоки передачі даних між комп'ютерами кластера. Вирішення проблеми різноманітності архітектури паралельних обчислювальних систем і забезпечення можливості створення мобільних (переносимих між різними комп'ютерними платформами) програм полягає у розробці стандартизованого базового системного програмного забезпечення для організації паралельних обчислень. Основним стандартом, що широко використовується нині в практичних застосуваннях, є інтерфейс передачі повідомлень (message passing interface - MPI).