Применение технологии MPI в Грид

Купить бумажную книгу и читать

Название: Применение технологии MPI в Грид (лекции)

Автор: Шпаковский Г. И., Стецюренко В. И., Верхотуров А. Е., Серикова Н. В.

Издательство: Минск.: БГУ

Год: 2008

Страниц: 137

Формат: PDF

Размер: 3,5 Мб

От авторов

Настоящий материал «Применение технологии MPI в Грид» представлен в виде лекций, которые в течение длительного времени читались студентам радиофизического факультета Белорусского государственного университета (г. Минск). Изучение ограничивалось мелкозернистым параллелизмом (суперскалярные МП и технология ММХ) и заканчивалось кластерами для вычислений на основе стандарта MPI. Сейчас к этим лекциям добавлены обзорные материалы по распределенным вычислениям и лекции приобрели завершенную содержание: мелкозернистый (микропроцессорный) параллелизм, кластерный параллелизм (стандарт MPI) и параллелизм в Грид. Для применения MPI в Грид используется пакет MPICH-G2, при этом достигается максимальное распараллеливание решения задачи. В лекциях в большей степени рассматривается организация параллельных систем (аппаратура, системные средства), а прикладные параллельные алгоритмы используются только для демонстрации возможностей этих систем.

Данные лекции предназначены для первичного ознакомления со всеми уровнями и основными механизмами параллельной обработки.

Содержание:

ОРГАНИЗАЦИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ

1. Принципы построения быстродействующих ЭВМ: большие задачи, методы повышения быстродействия компьютеров (конвейеры, повышение быстродействия элементной базы, параллельные вычисления)

2. Формы параллелизма: зависимость по данным, мелкозернистый параллелизм, крупнозернистый параллелизм (векторный, параллеллизм независимых ветвей), параллелизм вариантов, сетевой закон Амдала

3. Некоторые этапы развития параллельных технологий: централизованные вычисления, интернет, WWW, Web services (язык XML), Грид

МЕЛКОЗЕРНИСТЫЙ ПАРАЛЛЕЛИЗМ

4. Методы увеличения параллелизма: методы планирования трасс и гиперплоскостей

5. Классы систем с мелкозернистым параллелизмом по Фишеру: классы систем с мелкозернистым параллелизмом по Фишеру, суперскалярный Pentium, VLIW архитектура

6. Технология MMX

ВЕКТОРНЫЕ ЭВМ (SIMD – АРХИТЕКТУРЫ)

7. Векторно-конвейерные ЭВМ: классификация Флинна, арифметические конвейеры, векторно-конвейрная ЭВМ CRAY

8. Коммутаторы: сети коммутации, коммутаторы типа среда, каскадные коммутаторы

9. Процессорные матрицы

КЛАСТЕРЫ (MIMD - АРХИТЕКТУРЫ)

10. Параллельные системы с разделяемой памятью: типы многопроцессорных систем, программирование для SMP (Open MP), многоядерность (CELL)

11. Кластеры Beowulf: реализация МКМД ЭВМ, модель OSI, коммуникационные технологии, локальная сеть, организация и функционирование кластера, эффективность вычислений

12. Основы программирования в стандарте MPI: стандарт MPI, MPI программа для вычисления числа «пи» на языке С, программа умножения матрицы на вектор, пакет MPICH

13. Алгоритм решения СЛАУ в тесте Linpack: метод Гаусса решения СЛАУ, методы блочного размещения данных в кластере, варианты LU Decomposition, блочные методы (BLAS), эффективность вычислений

РАСПРЕДЕЛЕННЫЕ ВЫЧИСЛЕНИЯ

14. Распределенные вычисления: что такое Грид, архитектура Грид (аппаратный, связывающий, ресурсный, коллективный и прикладной уровни), WebServices в Грид

15. Пакет Globus Toolkit: состав G T4, обеспечение безопасности, управление данными, управление исполнением заданий (GRMA, GRAM, программирование, планирование MPI вычислений в системе Condor), информационный сервис

16. Пакет gLite: состав gLite, управление исполнением заданий (компоненты системы управления исполнением заданий, описание заданий, простые задания, схема выполнения задания), Россия в проекте EGEE

17. Построение учебных кластеров и Грид систем и проведене на них экспериментов с пакетом для решения СЛАУ HPL

Источники информации