并行計算機與并行計算-wenkub.com
2024-10-08 09:51 本頁面
【正文】 ？ 現(xiàn)行的超級計算環(huán)境是基于 Linux或 Unix操作系統(tǒng)的，所以對于商業(yè)程序，應(yīng)該是 支持這兩種操作系統(tǒng)的；而對于自編的源代碼，可以在超級計算機上編譯通過產(chǎn)生 可執(zhí)行文件。 進(jìn)程 1 傳遞信息 進(jìn)程 3 傳遞信息 進(jìn)程 2 傳遞信息 進(jìn)程 0 傳遞信息 Center of Computational Chemistry 在商品化的并行機上 , MPI的環(huán)境一般是由系統(tǒng)管理人員事先設(shè)置好的， 用戶不需要變動它 .而在用戶自已配置的 NOW(工作站機群 )上運行 MPI程序 則需要設(shè)置以下配置文件： (1)由于加載程序到結(jié)點上運行需要調(diào)用了 Unix系統(tǒng)的 rsh命令，所以 需要在每個結(jié)點上設(shè)置 .rhosts文件，以使 rsh能正確執(zhí)行； (2) 由于 NOW環(huán)境的異構(gòu)性，需要在啟動時指定運行結(jié)點的體系結(jié)構(gòu)； 若未指定，是指使用與啟動并行程序的結(jié)點具有相同體系結(jié)構(gòu)的結(jié)點 . 在啟動并行程序的機器里，具有相同體系結(jié)構(gòu)的幾臺機器的名字存放 在一個名為 $MPICH/util/machines/machines.arch的文件中，一臺 機器的名字占有文件的一行，其中 $MPICH是一個環(huán)境變量，指明 MPICH 軟件安裝后所在的目錄 .并行程序加載運行時是按照文件中機器名字的 先后順序依次加載的 . 商業(yè)機中的 MPI Center of Computational Chemistry 程序用以下并行 C編譯器 mpcc來編譯 : 執(zhí)行下列命令將可執(zhí)行程序 myprog加載到 n個節(jié)點上 : mpcc –o myprog mpirun myprog –np n MPI進(jìn)程是重型的單線進(jìn)程 . 它們擁有不同的地址空間 . 因此 , 一個進(jìn)程不能直接訪問另一個進(jìn)程地址空間中的變量 . 進(jìn)程間的通信用消息傳遞來實現(xiàn) . MPI的編譯與運行 Center of Computational Chemistry 工作站集群 (COW)的基本結(jié)構(gòu) Center of Computational Chemistry COW簡介 工作站機群 （ Cluster of Workstation） 是 將一群工作站用某種結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)起來 ， 充分利用各工作站的資源 ， 統(tǒng)一調(diào)度 、 協(xié)調(diào)處理 ， 以實現(xiàn)高效并行計算 。 并行計算 將 進(jìn)程相對獨立的 分配于不同的節(jié)點上，由 各自獨立的操作系統(tǒng)調(diào)度， 享有獨立的 CPU和內(nèi)存資源 （內(nèi)存可以共享）；進(jìn)程間 相互信息交換通過消息傳遞 ； 進(jìn)程 1 進(jìn)程 2 Center of Computational Chemistry 并行算法的表述 在并行算法的表述中，所有描述串行算法的語句及進(jìn)程均可調(diào)用， 而只是為了表達(dá)并行性而引入幾條所謂的并行語句 當(dāng)幾個算法步要并行執(zhí)行時， 我們可以寫作 Do step i to j in parallel step i step i+1 … step j 或者是： 當(dāng)幾個處理器同時執(zhí)行相同的操作時，我們可以寫作 for all i parallel do . . . end for Center of Computational Chemistry 例如 n=2**k個數(shù)的求和 輸入： n=2**k個數(shù)存入數(shù)組 A中 輸出： S=sigma(A(i)) begin (1) for i=1 to 4 parallel do B(i)?A(i) end for (2) for h=1 to logn=2 do for i=1 to n/2**h=1 parallel do B(i)?B(2i1) + B(2i) end for end for (3) S?B(i) end 把每一個 A(i)賦給 B(i) n=4,k=2,就是 4個數(shù)的加和 h= 1 to 2 h=1 I=1 to 2 (4/2**1) B(1)?B(1)+B(2) B(2)?B(3)+B(4) h=2 I=1 to 1 (4/2**2) B(1)?B(1)+B(2) S?B(1) 若有 2**2=4個處理器，則在 1(h)級可能的并行 運算數(shù)目為 4/2**1= 處理器 Center of Computational Chemistry 硬件結(jié)構(gòu)抽象模型 (自然模型 ) ?共享存儲 的模型和語言 (適于 PVP, SMP, DSM) X3H5, Pthr
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