- •Предпроектный анализ
- •Введение
- •Анализ кластерных технологий в контексте лабораторного практикума
- •Типы кластеров
- •Кластеры высокой доступности
- •Кластеры распределения нагрузки
- •Вычислительные кластеры
- •Системы распределенных вычислений (grid)
- •Показатели эффективности параллельного алгоритма
- •Средства разработки и поддержки параллельных приложений
- •Принципы работы среды mpich
- •Кластер миит т-4700
- •Обоснование целесообразности разработки
- •Требования к документации
- •Требования к техническому обеспечению
- •Требования к рабочим станциям
- •Требования к разрабатываемому по
- •Требования к показателям назначения
- •Анализ исходных данных
- •Разработка лабораторного комплекса «кластерные системы»
- •Разработка методического обеспечения для лабораторного комплекса
- •Содержание лабораторных работ
- •Рабочее задание для лабораторной работы №1
- •Рабочее задание для лабораторной работы №2
- •Рабочее задание для лабораторной работы №3
- •Разработка программного обеспечения для лабораторного комплекса
- •Настройка mpich2
- •Создание общего сетевого ресурса
- •Описание хода лабораторной работы №1 Создание mpi-программы в Visual Studio
- •Листинг программы mpi-программы
- •Запуск mpi-программ
- •Балансировка
- •Результаты выполнения mpi-программы
- •Построение графиков
- •Лабораторная работа №2
- •Подготовка рабочего места для выполнения лабораторной работы №2
- •Описание хода лабораторной работы №2 Подключение к кластеру миит т-4700
- •Компиляция программы
- •Листинг программы mpi-программы
- •Составление скрипта задания
- •Запуск заданий
- •Занесение данных в таблицу
- •Построение диаграмм
- •Системотехнический расчёт: расчёт показателей эффективности вычислений
- •Описание показателей эффективности параллельных вычислений
- •Описание хода лабораторной работы №3
- •Анализ человеко-машинного взаимодействия
- •Обзор теории тестовых заданий (Item response theory).
- •Процедура расчёта
- •Построение характеристических кривых для заданий
- •Обсуждение результатов и дальнейших действий
- •Экономическая часть
- •Постановка экономической задачи.
- •Расчет затрат, связанных с разработкой лабораторного комплекса.
- •Экономическая эффективность
- •Расчёт показателей эффективности
- •Расчет затрат по эксплуатации лабораторного комплекса.
- •Расчёт эффективности разработки.
- •Список источников
- •Приложения
- •Приложение 1. Листинг разработанного по
- •Листинг программы Интерфейс для mpich
- •Листинг тестирующей mpi-программы
- •Приложение 2. Инструкция по написанию и запуску заданий на кластере миит т-4700.
Рабочее задание для лабораторной работы №2
Написать и откомпилировать параллельную программу для запуска в пакетном режиме на кластере МИИТ Т-4700. Для этого необходимо получить доступ к linux-кластеру через протокол SSH (воспользовавшись, например, PuTTy или WinSCP) и откомпилировать написанную программу с помощью программы-компилятора, входящей в состав mvapch2.
Составить скрипт задания менеджера распределённых ресурсов TORQUE, выполняющую параллельную программу в пакетном режиме, в котором необходимо описать выходной файл, путь и название и прочие опции выполнения программы.
Программа и скрипт должны содержать шапку в виде комментария с указанием номера и названия лабораторной работы, фамилии студента и номера группы.
Произвести многократный запуск программы с занесением приведённых ниже показателей в таблицу. На основании предложенного варианта необходимо выполнить параллельную программу с помощью mpiexec несколько раз и занести данные в Таблицу 2.2.
Таблица 2.2. Лабораторная работа №2. Результаты выполнения MPI-программ.
Опции запуска MPI-программы |
Сложность задачи |
Время выполнения |
|
Число узлов |
Число ядер |
||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
Построить зависимости времени выполнения программы от сложности задачи и числа вычислительных узлов и ядер на основании данных таблицы.
Рабочее задание для лабораторной работы №3
Рассчитать показатели эффективности использования кластеров (ускорение, эффективность, стоимость (данные показатели описаны подробнее в п. 1.2.2.)), на основании данных, полученных в Лабораторных работах №1 и №2.
Таблица 2.3. Расчёт показателей эффективности кластера на базе MPICH2.
Вычислительные узлы |
Слож-ность задачи |
Время выполнения при сбалансировано распределенной нагрузке |
Ускорение Sp(n)= T1(n)/Tp(n) |
Эффективность Ep(n) =Sp(n)/p
|
Стоимость Cp=pTp |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2.4. Расчёт показателей эффективности кластера МИИТ Т-4700
Опции запуска MPI-программы |
Слож-ность задачи |
Время выполнения при сбалансировано распределенной нагрузке |
Ускорение Sp(n)= T1(n)/Tp(n) |
Эффективность Ep(n) =Sp(n)/p
|
Стоимость Cp=pTp |
|
Число узлов |
Число ядер |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Построить зависимости показателей эффективности параллельных алгоритмов от сложности задачи и конфигурации кластера на основании данных таблицы.
Проанализировать результат и сделать вывод.