Екзаменаційний білет №29

1. Кластерні комп’ютерні системи.

Кластер — группа компьютеров, объединённых высокоскоростными каналами связи и представляющая с точки зрения пользователя единый аппаратный ресурс.

Обычно различают следующие основные виды кластеров:

• отказоустойчивые кластеры (High-availability clusters, HA, кластеры высокой доступности)

• кластеры с балансировкой нагрузки (Load balancing clusters)

• вычислительные кластеры (Computing clusters)

• grid-системы

Набор рабочих станций (или даже ПК) общего назначения, используется в качестве дешевого варианта массивно-параллельного компьютера. Для связи узлов используется одна из стандартных сетевых технологий (Fast/Gigabit Ethernet, Myrinet) на базе шинной архитектуры или коммутатора.

При объединении в кластер компьютеров разной мощности или разной архитектуры, говорят о гетерогенных (неоднородных) кластерах.

Узлы кластера могут одновременно использоваться в качестве пользовательских рабочих станций. В случае, когда это не нужно, узлы могут быть существенно облегчены и/или установлены в стойку.

2. Топології графа.

Під топологією обчислювальної системи зазвичай розуміється структура вузлів мережі і ліній зв'язку між цими вузлами. Топологія може бути представлена у вигляді графа, в якому вершини – це процесори (процеси) системи, а дуги відповідають наявним лініям (каналам) зв'язку. Попарні операції передачі даних можуть бути виконані між будь-якими процесами одного і того ж комунікатора, а в колективні операції приймають всі процеси комунікатора.

Для створення комунікатора з топологією типу граф в MPI призначена функція:

int MPI_Graph_create(MPI_Comm oldcomm, int nnodes, int *index, int *edges, int reorder, MPI_Comm *graphcomm),

- oldcomm - початковий комунікатор;- nnodes - кількість вершин графу;- index - кількість вихідних дуг для кожної вершини;- edges - послідовний список дуг графу;- reorder - параметр допустимості зміни нумерації процесів;- cartcomm – створюваний комунікатор з топологією типу граф.

Наведемо ще дві корисні функції для роботи з топологіями графа. Кількість сусідніх процесів, в яких від процесу, що перевіряється, є вихідні дуги, можна визначити за допомогою функції:

int MPI_Graph_neighbors_count(MPI_Comm comm,int rank, int *nneighbors).

Отримання рангів сусідніх вершин забезпечується функцією:

int  MPI_Graph_neighbors(MPI_Comm comm,  int  rank,  int mneighbors, int *neighbors)

де mneighbors є розмір масиву neighbors.

Екзаменаційний білет №30

. 1.Класифікація паралельних систем.

Паралельні ЕОМ часто поділяються за класифікацією Флінна намашини типу SIMD і MIMD . До машин типу SIMD частовідносять векторні процесори, хоча їх висока продуктивність залежить відіншої форми паралелізму - конвеєрної організації машини.

Багатопроцесорні векторні системи, типу Cray Y-MP, складаються з декількохвекторних процесорів і тому можуть бути названі MSIMD (Multiple SIMD).

Можна виділити чотири основних типи архітектури систем паралельноїобробки:

1) Конвеєрна і векторна обробка.

Основу конвеєрної обробки становить роздільне виконаннядеякої операції в кілька етапів (за кілька ступенів) з передачеюданих одного етапу наступного.

При виконанні векторної команди одна й та сама операція застосовується довсіх елементів вектора (або частіше за все до відповідних елементів паривекторів).

Машини типу SIMD.

SIMD комп'ютер має N ідентичних процесорів, N потоків даних і одинпотік команд. Кожен процесор володіє власною локальною пам'яттю.

Процесори інтерпретують адреси даних або як локальні адреси власної пам'яті, або як глобальні адреси, можливо, модифікованідодаванням локальної базової адреси. Процесори одержують команди від одного центрального контролера команд і працюють синхронно, тобто накожному кроці всі процесори виконують ту саму команду над даними звласної локальної пам'яті.

Машини типу MIMD.

MIMD комп'ютер має N процесорів, незалежно виконуючих N потоківкоманд і обробних N потоків даних. Кожен процесор функціонуєпід управлінням власного потоку команд, тобто MIMD комп'ютер можепаралельно виконувати зовсім різні програми.

MIMD архітектури далі класифікуються в залежності від фізичноїорганізації пам'яті, тобто чи має процесор свою власну локальнупам'ять і звертається до інших блоків пам'яті, використовуючи комутуючих мережу,або комутуються мережа приєднує всі процесори до загальнодоступної пам'яті.

Багатопроцесорні машини з SIMD-процесорами.

Багато сучасних супер-ЕОМ є багатопроцесорнісистеми, в яких як процесорів використовуються векторні процесориабо процесори типу SIMD. Такі машини відносяться до машин класу MSIMD.