并行計(jì)算機(jī)與并行計(jì)算-在線瀏覽
2024-12-15 09:51本頁(yè)面
【正文】 (2i) end for end for (3) S?B(i) end 把每一個(gè) A(i)賦給 B(i) n=4,k=2,就是 4個(gè)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(gè)處理器，則在 1(h)級(jí)可能的并行 運(yùn)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(chǔ) 的模型和語(yǔ)言 (適于 PVP, SMP, DSM) X3H5, Pthread OpenMP ?消息傳遞 的模型和語(yǔ)言 (適于 MPP, Cluster, COW) MPI (Fortran, C, Gamess, Vasp) PVM (Fortran, C) ?數(shù)據(jù)并行 的模型和語(yǔ)言 (適于在 MPP/Cluster上實(shí)現(xiàn) SPMD應(yīng)用 ) Fortran 90 HPF(High Performance Fortran) 并行模型的分類 Center of Computational Chemistry 基于程序構(gòu)造的模型 ?CSP ?Linda （ Fortran, C, Gaussian） ?Global (Molpro， Columbus) 基于問(wèn)題描述的模型 ?GAMMA ?UNITY 基于并行計(jì)算理論的模型 ?PRAM ?BSP ?LogP Center of Computational Chemistry Yale 大學(xué) Nicholas Carriero 和 David Gelernter 于 1986年基于分散數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和共享存儲(chǔ)系統(tǒng)的并行計(jì)算模型 . Linda模型定義了一個(gè)功能強(qiáng)大的邏輯存儲(chǔ)器 (TS)和在其上的一組核心操作 (in, out, read, eval), 它們能夠方便地嵌入到不同的語(yǔ)言 (如 , C, Fortran)中而構(gòu)成相應(yīng)的并行語(yǔ)言 (CLinda和 FortranLinda等 ) 該模型同時(shí)還支持動(dòng)態(tài)程序設(shè)計(jì)和兩種不同的編程風(fēng)格 (Master/Slaver和 DivideandConquer),為用戶開發(fā)不同類型 的應(yīng)用程序提供了靈活的手段 . Linda模型 Center of Computational Chemistry （進(jìn)程從 TS中提取任務(wù)或數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算 , 并將結(jié)果或生成的新任務(wù)放入 TS中 . 并行執(zhí)行 的進(jìn)程之間通過(guò) TS進(jìn)行間接的通信和同步 . TS是一個(gè)可被多個(gè)進(jìn)程共享的、能同時(shí)存放 數(shù)據(jù)和任務(wù)的數(shù)據(jù)箱） TS 共享數(shù)據(jù)箱 進(jìn)程 2 進(jìn)程 4 進(jìn)程 3 進(jìn)程 1 Center of Computational Chemistry Linda模型的應(yīng)用 － Linda in Gaussian HF: SP Opt Freq MP2: Sp Opt Freq DFT: SP Opt Freq － 可以將串行代碼改編為并行代碼 支持 C和 Fortran語(yǔ)言 Center of Computational Chemistry MPI已經(jīng)成為一種標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用越來(lái)越廣泛。 在當(dāng)前所有的消息傳遞軟件中 , 最重要最流行的是 MPI, 它能運(yùn)行在所有的并行平臺(tái)上 , 包括 SMP和 PVP. 二者已經(jīng)在 Windows NT 和Windows 95這樣的非 Unix平臺(tái)上實(shí)現(xiàn) . 程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言支持 C, Fortran和 、銀河和曙光上都實(shí)現(xiàn)了對(duì) MPI和支持 . MPI(Message Passing Interface) MPI模型 目標(biāo) : 是提供一個(gè)實(shí)際可用的、可移植的、高效的和靈活的消息傳遞 接口標(biāo)準(zhǔn) . MPI以語(yǔ)言獨(dú)立的形式來(lái)定義這個(gè)接口庫(kù) , 并提供了與 C、 Fortran和 Java語(yǔ)言的綁定 . 這個(gè)定義不包含任何專用于某個(gè)特別的 制造商、操作系統(tǒng)或硬件的特性 . 由于這個(gè)原因 , MPI在并行計(jì)算界 被廣泛地接受 . Center of Computational Chemistry MPI并行程序設(shè)計(jì)平臺(tái)由 標(biāo)準(zhǔn)消息傳遞函數(shù)及相關(guān)輔助函數(shù)構(gòu)成，多個(gè)進(jìn)程通過(guò)調(diào)用這些函數(shù)（類似調(diào)用子程序），進(jìn)行通信； 一個(gè)程序同時(shí)啟動(dòng)多份 ， 形成多個(gè)獨(dú)立的進(jìn)程 ， 在不同的處理機(jī)上運(yùn)行 ， 擁有獨(dú)立的內(nèi)存空間 ， 進(jìn)程間通信通過(guò)調(diào)用 MPI函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)；每個(gè)進(jìn)程 開始執(zhí)行時(shí) ， 將獲得一個(gè)唯一的序號(hào) （ rank） 。
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