Выполнил: студент группы ПМ-52
Никифоров Ю.В.
Преподаватель: Дулов Е.В.
2000
1. Модель среды параллельного программирования
В качестве физической архитектуры параллельного компьютера используется локальная сеть LAN Ethernet. Таким образом, параллельный компьютер состоит из некоторого количества процессоров P , соединенных между собой линией передачи данных.
Возможно вы искали - Реферат: Менеджерский анализ фирмы
В модели параллельного программирования используются две абстракции: задача( task ) и канал (channel) .
Данная модель характеризуется следующими свойствами:
1. Параллельное вычисление состоит из одного или более одновременно исполняющихся задач (процессов), число которых может изменяться в течение времени выполнения программы.
Похожий материал - Реферат: Менеджмент
2. Задача - это последовательная программа с локальными данными. Задача имеет входные и выходные порты, которые служат интерфейсом к среде процесса.
3. В дополнение к обычным операциям задача может выполнять следующие действия: послать сообщение через выходной порт, получить сообщение из входного порта, создать новый процесс и завершить процесс.
4. Посылающаяся операция асинхронная - она завершается сразу, не ожидая того, когда данные будут получены. Получающаяся операция синхронная: она блокирует процесс до момента поступления сообщения.
5. Пары из входного и выходного портов соединяются очередями сообщений, называемыми каналами . Каналы можно создавать и удалять. Ссылки на каналы (порты) можно включать в сообщения, так что связность может измениться динамически.
6. Процессы можно распределять по физическим процессорам произвольным способами, причем используемое отображение (распределение) не воздействует на семантику программы. В частности, множество процессов можно отобразить на одиночный процессор.
Очень интересно - Реферат: Менеджмент
2. Временные характеристики параллельной программы
Время выполнения программы – время, прошедшее с момента запуска первого процессора до момента завершения выполнения последнего (получения результата).
T = f (N, P, U, …)
где N - размерность задачи, P - количество процессоров, U - количество задач параллельного алгоритма.
Во время выполнения каждый процессор может находиться в трёх состояниях: вычисление (computation) , обмен данными (communication) и ожидание (idle) . Соответственно, определяется время нахождения процессора в каждом из них:
Следовательно, время выполнения T может быть определено следующим образом:
 |
Вам будет интересно - Реферат: Менеджмент
или
 |
Время вычисления алгоритма T comp может быть равным времени выполнения соответствующего не распараллеленного (последовательного) алгоритма и зависит от размерности N задачи. Если параллельный алгоритм вносит дополнительные вычисления, тогда время вычисления зависит также и от количества задач U и процессоровP .
Время обмена данными алгоритма T comm это время, затраченное на прием и передачу данных между задачами. Существуют два вида обмена данными: между процессорами и внутри процессора . Первый тип обмена осуществляется между задачами находящимися на разных процессорах, т.е. по каналу связи. Второй тип обмена происходит, если взаимодействующие задачи находятся на одном процессоре, поэтому в данном случае обмен осуществляется гораздо быстрее, чем в первом, и по экспериментальным данным этим временем можно пренебречь.
Время передачи пакета данных между процессорами можно представить в виде следующего выражения:
 |
где t s – время инициализации передачи, t w –времяпередачи единицы (слова) данных.Таким образом, в идеале имеем линейную зависимость времени передачи от длины данных.
Похожий материал - Реферат: Менеджмент 1
Но в сети типа Ethernet для обмена данными для всех процессоров используется единственный канал связи. Если два процессора хотят передать данные в одно и то же время, реально будет передавать только один из них, а второй будет ожидать окончания передачи первого. Т.е. имеет место разделение канала связи во времени. Если S – количество конкурирующих процессоров нуждающихся в передаче данных, то предыдущая формула изменится следующим образом:
 |
Таким образом, реальная пропускная способность канала равна S -1 .
Время ожидания (простоя) алгоритма T idle . Процессор может простаивать в одном из двух случаев:
· при отсутствии загруженных на него задач;