Екзаменаційний білет №29

1. Порівняння кластерів та smp-систем.

І кластери, і SMP-системи мають можливість розпаралелювання навантаження і розподілу його між багатьма процесорами і, таким чином, можуть забезпечити ефективне виконання особливо складних додатків. Системи і того й іншого класу присутні на комп'ютерному ринку.

Основна перевага SMP-систем у тому, що їх легше обслуговувати й експлуатувати, ніж кластери. SMP-системи по своїй суті набагато ближчі до звичних однопроцесорних систем, для яких розроблена переважна більшість існуючих додатків. Принципова зміна при переході від однопроцесорних систем до SMP-систем – впровадження функції планування. Інша перевага SMP-систем у порівнянні з кластерами – менші фізичні розміри і споживана потужність. Не слід забувати і те, що SMP-системи вже досить вкоренилися на практиці і їхнє виробництво добре налагоджено.

Але в групі високопродуктивних серверних систем кластери мають певну перевагу перед SMP-системами. Це зв'язано в першу чергу з можливістю нарощування структури комплексу вже в період його експлуатації і більш високою надійністю.

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. Системи зі змінним часом звертання до пам’яті.

Системи із змінним часом звернення до пам’яті (NUMA - non uniform memory access).

• UMA-системи (uniform memory access). Мультипроцесорні системи, у яких всі процесори мають доступ до всього адресного простору головної пам’яті і можуть виконувати як операції читання, так і запису. Час звернення якого-небудь процесора до любої комірки пам’яті один і той же.

• NUMA-системи. Мультипроцесорні системи, у яких всі процесори мають доступ до всього адресного простору головної пам’яті і можуть виконувати як операції читання, так і запису. Час звернення процесора до комірки пам’яті залежить від того, в якому адресному просторі він знаходиться. Для різних процесорів „швидких” і „повільних” підпростори головної пам’яті можуть відрізнятись.

• CC-NUMA-системи (cache-coherent NUMA). NUMA-системи в якій забезпечується підтримка інформаційної цілісності даних в кешах всіх процесорів.

NUMA-системи без підтримки інформаційної цілісності даних в кешах досить схожі на кластери. В останній час більше уваги до себе притягують комерційні CC-NUMA-системи, які багато в чому відрізняються як від кластерів, так і від SMP-систем.