- •1. Назвати основні сфери застосування високопродуктивних систем опрацювання даних і коротко їх охарактеризувати.
- •2. Навести класифікацію обчислювальних систем згідно з м.Флінном.
- •3. Навести класифікацію обчислювальних систем згідно з р.Хокні.
- •4. Навести основні архітектури високопродуктивних систем опрацювання даних.
- •5.Архітектура мрр
- •6.Архітекттура smp
- •8. Охарактерізуваті архітектуру numa.
- •9. Охарактеризувати кластерні системи.
- •10. Охарактерізуваті архітектуру grid.
- •11.Навести переваги використання багатоядерних процесорних систем у порівнянні з багатопроцесорними системами.
- •12. Навести переваги використання спеціалізованих графічних процесорів (gpu) у порівнянні з центральними процесорами (cpu) комп'ютерних систем для високопродуктивних обчислень.
- •13.Як визначається час виконання паралельного алгоритму?
- •14. Мінімальний можливий час виконання паралельного алгоритму визначається довжиною максимального шляху обчислювальної схеми алгоритму:
- •15 Основною характеристикою алгоритму, визначальною ефективність його виконання на багатопроцесорній системі є його ступінь паралелізму.
- •16. Ефективність паралельних обчислень сильно залежить від об'єму обміну у виконуваному застосуванні і від свойст коммуникатора.
- •17.Закон Амдала
- •18.Закон Густавсона – Барсиса
- •20.Навести основні принципи, яких необхідно дотримуватись при розробці паралельних алгоритмів.
- •21. Навести та охарактеризувати основні типи апаратних комунікаційних інтерфейсів для організації високопродуктивних систем опрацювання даних.
- •22. Охарактеризувати спеціалізований комунікаційний інтерфейс sci (Scalable Coherent Interface).
- •23.Охарактеризувати спеціалізований комунікаційний інтерфейс Myrinet
- •24.Охарактеризувати комунікаційний інтерфейс Gigabit Ethernet.
- •26 Охарактеризувати принципи роботи технології виклику віддалених процедур, методів, обєктів
- •27 Дати означення терміну маршалізація даних при виклику віддалених процедур
- •28 Дати означення терміну серіалізація обєктів
- •29. Пояснити причини використання клієнтської та серверної заглушок (stub) при написанні програм виклику віддалених процедур та методів.
- •30. Навести основні проблеми, які виникають при використанні технологій виклику віддалених процедур, методів, об'єктів.
- •31. Охарактеризувати технологію rpc.
- •32.Архітектура rmi.
- •1.Rmi (англ. Remote Method Invocation) - програмний інтерфейс виклику видалених методів в мові Java.
- •35. Охарактерізуваті технологію dcom
- •36. Проаналізувати використання программ з багатьма підпроцесами для організації високопродуктивних систем опрацювання даних.
- •37.Дати означення термінам семафор, м'ютекс, критична секція.
- •38.Навести основні проблеми, які виникають при використанні програм з багатьма підпроцесами, зокрема гонка процесів, вхід/вихід з критичних секцій, синхронізація підпроцесів.
- •39.Проаналізувати використання програм зі з'єднанням на основі сокетів для організації високопродуктивних систем опрацювання даних.
- •40.Дати означення терміну сокет, мережевий сокет, unix-сокет.
- •42. Охарактеризуйте технологію mpi, її призначення і реалізації
- •43. Навести приклад найпростішої програми на мові с з використанням технології mpi, яка виводить прізвище студента
- •44 Описати процес компіляції і виконання програми засобами середовища OpenMpi та компілятора gcc.
- •45.Навести необхідні функції mpi для ініціалізації і завершення mpi-коду програми.
- •46Охарактеризувати поняття групи і комунікатора у технології mpi.
- •47Навести і охарактеризувати основні типи даних mpi.
- •48Охарактеризувати основні методи для обміну повідомленнями між окремими процесами технології mpi.
- •50. Навести і охарактеризувати віртуальні топології mpi.
- •52Директива parallel
- •53Навести конструкції технології OpenMp на мові с для паралельного виконання циклу області технології OpenMp.
- •58. Охарактеризувати технологію pvm.
- •59 Проаналізувати можливість використання технології OpenMp, mpi та mpi/openmp на архітектурах mpp, smp та кластерній
- •60 Охарактеризувати високодоступні кластери
- •61 Охарактеризувати високопродуктивні кластери
- •62. Які є базові операції rpc?
- •63.Які є етапи виконання rpc.
- •64.Навести основні етапи розробки паралельних алгоритмів.
- •65.Завдання множення матриці на вектор визначається співвідношеннями
- •66.Навести і описати паралельні методи множення матриць.
- •67. Навести і описати паралельні методи розв'язку систем лінійних рівнянь.
- •67. Навести і описати паралельні методи сортування.
- •69.Навести і описати паралельні методи опрацювання графів.
- •70.Навести і описати паралельні методи розв'язання диференціальних рівнянь у частинних похідних.
- •71.Навести і описати паралельні методи багатоекстремальної оптимізації
- •72. У вихідному коді програми на мові с вставити пропущені виклики процедур підключення мрі, визначення кількості процесів і рангу процесів.
- •73. Програма, яка виводить «Hello Word from process I for n».
- •74. Програма генерації чисел в одному процесі і сумування їх у іншому процесі і надсилення результату в перший процес.
- •85.Налаштувати обчислювальний кластер засобами OpenMosix і пояснити принципи його роботи
- •88.Пояснити що таке mfs і продемонструвати прозору взаємодію файлових систем кластера
- •89. Написати програму з використанням бібліотеки Posix threads на мові с з метою тестування роботи кластера під керуванням OpenMosix. Тестування провести з замірами часу.
8. Охарактерізуваті архітектуру numa.
Для вирішення проблем, що виникають в симетричних багатопроцесорних системах, було вирішено пожертвувати однорідністю і організувати неоднорідний доступ до пам'яті (Non-Unifom Memory Access, NUMA) при збереженні єдиного для всіх процесорів адресного простору.
Система состоит из однородных базовых модулей (плат), состоящих из небольшого числа процессоров. C каждым модулем обычно связан один или несколько блоков памяти. Модули объединены с помощью высокоскоростного коммутатора. Поддерживается единое адресное пространство для всех модулей. Аппаратно поддерживается доступ к удаленной памяти, т. е. к блокам памяти приписанным другим модулям. Скорость доступа из модуля к блокам памяти приписанным данному модулю в несколько раз быстрее, чем к остальным блокам памяти.
У випадку, якщо апаратний підтримується когерентність кешів у всій системі (звичайно це так), говорять про архітектуру cc-NUMA (cache-coherent NUMA).
Масштабованість NUMA-систем обмежується об'ємом адресного простору, можливостями апаратури піддіжі когерентності кешів і можливостями операційної системи по управлінню великим числом процесорів. На справжній момент, максимальне число процесорів в NUMA-системах складає 256 (Origin2000). Іншим представником даного класу багатопроцесорних систем є IBM pSeries 690.
9. Охарактеризувати кластерні системи.
Кластер — зв'язаний набір повноцінних комп'ютерів, використовуваний як єдиний обчислювальний ресурс.
З точки зору простоти збірки і простоти використання кластер володіє великим числом переваг перед MPP системами.
Кластер також легко масштабований по числу процесорних вузлів як і MPP системи. (За винятком проблем пов'язаних з об'ємом енергії, що виділяється і споживаної.)
Для управління кластером не потрібно ставити спеціальну операційну систему.
Комунікаційне середовище зазвичай реалізоване поверх відомих і достатньо популярних мережевих технологій.
Для створення кластерів зазвичай використовуються як «прості» однопроцесорні персональні комп'ютери, так і багатопроцесорні сервери SMP(NUMA). При цьому не накладаються ніяких обмежень на склад і архітектуру вузлів. Кожен з вузлів функціонує під управлінням своєї власної операційної системи. Найчастіше використовуються распростаненные ОС: Linux, FREEBSD, Solaris, AIX, Windows NT.
Види кластерів:
Гетерогенні (різне АЗ а іноді і ПЗ)
Гомогенні (однакове Пз та АЗ)
Мережеві технології для кластера:
Gigabit Ethernet.
Технології, розроблені спеціально для кластера: SCI фірми Scali Computer (~100 MB/s) і Mirynet (~120 MB/ s); (SUN, HP, Silicon Graphics).
Як правило програмування для подібних систем, здійснюється в рамках моделі передачі повідомлень. Як реалізація моделі передачі повідомлень використовується одна з доступних реалізацій MPI. Наприклад: OPENMPI, mpich, INTEL-MPI, Scali MPI, рої для устаткування від IBM.
Переваги:
Можуть бути утворені на базі окремих комп'ютерів, що вже існують у споживачів, або ж сконструйовані з типових комп'ютерних елементів;
Підвищення обчислювальної потужності окремих процесорів дозволяє будувати кластери з порівняно невеликої кількості окремих комп'ютерів (lowly parallel processing)
Для паралельного виконання в алгоритмах досить виділяти тільки крупні незалежні частини розрахунків (coarse granularity).
Недоліки:
Організація взаємодії обчислювальних вузлів кластера за допомогою передачі повідомлень зазвичай приводить до значних тимчасових затримок
Додаткові обмеження на тип паралельних алгоритмів, що розробляються, і програм (низька інтенсивність потоків передачі даних)