Учебное пособие москва мади 2020 ббк 32. 81 В 683 Волосова, А. В. В683

 
14.2.3. Система программирования mpС 
Язык mpС ‒ первый язык высокого уровня, разработанный специально 
для программирования неоднородных сетей. Он имеет все средства для 
определения основных свойств параллельного алгоритма, влияющие на 
скорость его выполнения в неоднородной вычислительной среде: 
необходимое число параллельных процессов; объем вычислений и 
передаваемых данных в рамках каждого процесса; сценарий взаимодействия 
процессов и т.д. mpC позволяет менять эти характеристики динамически во 
время выполнения программы. Информация, извлеченная из описания 
параллельного алгоритма, вместе с данными о реальной производительности 
процессоров 
и 
коммуникационных 
каналов, 
помогает 
системе 
программирования mpC найти эффективный способ отображения процессов 
mpC-программы на компьютеры сети. 

---

148 
Язык и система программирования mpC разработана в Институте 
системного программирования РАН. Детали описания и текущее состояние 
проекта можно найти на сайте http://www.ispras.ru/~mpc. 
Основы программирования на 
mpC
mpC-программа 
‒ 
множество 
параллельных 
процессов, 
взаимодействующих посредством неявной передачи сообщений. Количество 
процессов, составляющих программу и характеристики компьютеров, на 
которых эти процессы выполняются, указываются пользователем программы 
в момент ее запуска. Реализацию этого механизма обеспечивают внешние 
средства. Код на mpC, составленный в соответствии с моделью SPMD, 
управляет тем, какие именно вычисления выполняются каждым из процессов 
программы. 
Группа процессов, совместно выполняющих некоторый параллельный 
алгоритм, в языке mpC называется сетью. Сеть в mpC ‒ механизм, 
позволяющий программисту абстрагироваться от реальных физических 
процессов параллельной программы. В простом случае сеть - множество 
виртуальных процессоров.
Определение сети в программе вызывает создание группы реальных 
процессов, представляющей эту сеть: каждому виртуальному процессору 
соответствует отдельный процесс параллельной программы. В разные 
моменты времени выполнения параллельной программы один и тот же 
реальный 
параллельный 
процесс 
может 
представлять 
различные 
виртуальные процессоры различных сетей. 
Вопросы и задания 
1. 
Какие конструкции языка С препятствуют автоматическому 
распараллеливанию программ? 
2. 
Отвечая на предыдущий вопрос, вы сформировали список 
конструкций, 
препятствующих 
автоматическому 
распараллеливанию 
программ. Внимательно проанализируйте полученный список и подумайте, 

---

149 
верно ли такое утверждение: "Любую программу, в которой нет конструкций 
из списка, можно автоматически распараллелить"? 
3. 
В цикле содержится вызов функции. Какие конструкции языков 
необходимо учитывать, чтобы определить, являются ли все итерации данного 
цикла независимыми или нет? Рассмотрите языки С и Fortran. 
4. 
Какой вычислительной системе лучше соответствует технология 
ОрепМР: вычислительному кластеру из рабочих станций или SMP-
компьютеру? 
5. 
Чем отличаются понятия "процесс" и "нить"? 
6. 
Верно ли утверждение: "OpenMP-программы работают согласно 
модели SingleProgram Multiple Data (SPMD)?" 
7. 
Чем различаются общие и локальные переменные в 
последовательной секции ОреnМР-программы? 
8. 
Допускает ли ОреnМР изменение числа параллельных нитей по 
ходу работы программы? 
9. 
Как будет обрабатываться такая конструкция: в параллельном 
цикле стоит вызов функции, в теле которой так же есть параллельный цикл? 
10. 
Почему в ОрепМР нет конструкций, аналогичных директивам 
DVM ALIGN и 
DISTRIBUTE? 
11. 
Предположим, что в ОрепМР не было бы директивы BARRIER. 
Смоделируйте барьерную синхронизацию нитей с помощью других средств 
ОрепМР, в частности, с помощью механизма критических секций. 
12. 
Можно ли автоматически конвертировать DVM-программу в 
программу на ОреnМР? 
13. 
Напишите с помощью ОреnМР, DVM и трС программы 
перемножения двух матриц, решения системы линейных уравнений методом 
Гаусса, нахождения обратной матрицы. Проанализируйте выполненную 
работу с точки зрения эффективности полученных программ, простоты 
написания программ, переносимости программ. 

---

150 
14. 
Проанализируйте, что общего и чем различаются классы
переменных вОреnМР, DVM и трС. 
15. 
Для чего в DVM введена директива ALIGN? 
16. 
Сравните модели выполнения параллельных циклов в ОреnМР и 
DVM. 
17. 
Для нахождения суммы элементов вектора в рамках ОреnМР при 
сложении частичных сумм можно воспользоваться критической секцией. Как 
выполнить эту же операцию в DVM?