|
разделяемой
и
распределенной памятью) могут быть составной частью пула хостов.
Пул хостов может изменяться добавлением и удалением машин в
процессе работы (важная возможность для поддержания минимального
уровня ошибок).
Прозрачность доступа к оборудованию: прикладные программы
могут «видеть» аппаратную среду как группу виртуальных
вычислительных элементов без атрибутов или эксплуатировать по
выбору возможности специфических машин из пула хостов путем
«перемещения»
определенных
счетных
задач
на
наиболее
подходящие для их решения компьютеры.
Вычисления, производимые с помощью процессов: единицей
параллелизма в PVM является задача (часто, но не всегда совпадает с
процессом в системе UNIX) - независимый последовательный поток
управления, который может быть либо коммуникационным, либо
вычислительным. PVM не содержит и не навязывает карты связей
процессов; характерно, что составные задачи могут выполняться на
одном процессоре.
Модель явного обмена сообщениями: группы вычислительных
задач, каждая из которых выполняет часть «нагрузки» приложения -
82
используется декомпозиция по данным, функциям или гибридная,
взаимодействуют, явно посылая сообщения друг другу и принимая
их. Длина сообщения ограничена только размером доступной памяти.
Поддержка гетерогенности: система PVM поддерживает
гетерогенность системы машин, сетей и приложений. В отношении
механизма обмена сообщениями PVM допускает сообщения,
содержащие данные более одного типа, для обмена между машинами
с различным представлением данных. При желании в кластер на
основе PVM можно включать узлы под управлением не только
различных ОС, но и разнообразных архитектур.
Поддержка мультипроцессоров: PVM использует оригинальные
возможности обмена сообщениями для мультипроцессоров с целью
извлечения выгоды от использования базового оборудования.
Производители часто поддерживают собственные, оптимизированные
для своих систем PVM, которые становятся коммуникационными в
их общей версии.
Система PVM состоит из двух частей. Первая часть - это
«демон» под названием pvmd3, часто сокращается как pvmd,
помещается на все компьютеры, создающие виртуальную машину.
(Примером программы-демона может быть почтовая программа,
которая выполняется в фоновом режиме и обрабатывает всю
входящую
и
исходящую
электронную
почту
компьютера.)
Разработан pvmd3 таким образом, чтобы любой пользователь с
достоверным логином мог инсталлировать его на машину. Когда
пользователь желает запустить приложение PVM, он прежде всего
создает виртуальную машину. После этого приложение PVM может
83
быть запущено с любого UNIX-терминала на любом из хостов.
Несколько пользователей могут конфигурировать перекрывающиеся
виртуальные машины, каждый пользователь может последовательно
запустить несколько приложений PVM. Вторая часть системы - это
библиотека
подпрограмм
интерфейса
PVM.
Она
содержит
функционально полный набор примитивов, которые необходимы для
взаимодействия между задачами приложения. Эта библиотека
содержит вызываемые пользователем подпрограммы для обмена
сообщениями, порождения процессов, координирования задач и
модификации виртуальной машины.
Вычислительная модель PVM базируется на предположении,
что приложение состоит из нескольких задач. Каждая задача
ответственна за часть вычислительной нагрузки приложения. Иногда
приложение распараллеливается по функциональному принципу, т. е.
каждая задача выполняет свою функцию, например: ввод,
порождение, счет, вывод, отображение. Такой процесс часто
определяют как функциональный параллелизм. Наиболее часто
встречается
метод
параллелизма
приложений,
называемый
параллелизмом обработки данных. В этом случае все задачи
одинаковы, но каждая из них имеет доступ к базе данных и оперирует
только небольшой частью общих данных. Схожая ситуация в
вычислительной модели ОКМД (одна команда, множество данных).
PVM поддерживает любой из перечисленных методов отдельно или в
комплексе. В зависимости от функций задачи могут выполняться
параллельно и нуждаться в синхронизации или обмене данными, хотя
это происходит не во всех случаях.
84
В настоящее время PVM поддерживает языки программирования
C, C++ и Фортран. Этот набор языковых интерфейсов взят за основу
в связи с тем, что преобладающее большинство целевых приложений
написано на языках C и Фортран, но наблюдается и тенденция
экспериментирования с объектно-ориентированными языками и
методологиями.
Привязка языков C и C++ к пользовательскому интерфейсу
PVM реализована в виде функций, следующих общепринятым
подходам, используемым большинством C-систем, включая UNIX -
подобные операционные системы. Уточним, что аргументы функции
- это комбинация числовых параметров и указателей, а выходные
значения отражают результат работы вызова. В дополнение к этому
используются макроопределения для системных констант и такие
глобальные переменные, как errno и pvm_errno, которые служат для
точного определения результата в числе возможных. Прикладные
программы, написанные на языках C и C++, получают доступ к
функциям библиотеки PVM путем прилинковки к ним архивной
библиотеки (libpvm3.a), являясь частью стандартного дистрибутива.
Привязка к языку Фортран реализована скорее в виде
подпрограмм, чем в виде функций. Такой подход применен по той
причине, что некоторые компиляторы для поддерживаемых архитектур
не смогли бы достоверно реализовать интерфейс между C- и
Фортран-функциями. Непосредственным следствием этого является то,
что для каждого вызова библиотеки PVM вводится дополнительный
аргумент для возвращения результирующего статуса в вызвавшую
его программу. Также унифицированы библиотечные подпрограммы
85
для размещения введенных данных в буферы сообщения и их
восстановления, они имеют дополнительный параметр для отображения
типа данных. Кроме этих различий (и разницы в стандартных
префиксах при именовании: pvm_ - для C и pvmf_ - для Фортрана),
возможно взаимодействие «друг с другом» двух языковых привязок.
Интерфейсы PVM на Фортране реализованы в виде библиотечных
надстроек, которые в свою очередь после разбора и/или определения
состава аргументов вызывают нужные C-подпрограммы. Так,
Фортран-приложения требуют прилинковки библиотеки-надстройки
(libfpvm3.a) в дополнение к C-библиотеке.
Do'stlaringiz bilan baham: |
