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

Преимущества технологии OpenMP:
 
1.
Технология предоставляет пользователю возможность работать как 
с параллельной так и с последовательной секциями программы. 
Директивы 
ОреnМР 
не 
обрабатываются 
компилятором 
последовательного вычислительного устройства. Переменные 
окружения и специальные функции защищены механизмами, 
предусмотренными стандартом. 
2.
Технология предоставляет возможность постепенного перехода к 
параллельной версии. 

---

144 
 
14.2.2. Система программирования DVM
Данная модель объединяет элементы моделей параллелизма по данным 
и управлению. На этой модели основаны языки параллельного 
программирования 
Fortran-
DVM и С
-DVM. DVM-
система разработки 
параллельных программ разработана в Институте прикладной математики 
им. М. В. Келдыша РАН.
Основные компоненты DVM
-
системы:
- 
компиляторы с языков F
-
DVM и С
-DVM; 
- 
система поддержки выполнения параллельных программ;
- 
отладчик параллельных программ;
-
анализатор производительности; 
- 
предсказатель производительности.
Принципы DV
M-
системы:
Модель выполнения параллельной программы должна иметь высокий 
уровень реализации. На этом требовании основана рассматриваемая система.
Необходимо, чтобы спецификации системы были прозрачными для 
рядовых компиляторов. Программа на языках Fortran
-
DVM и С
-DVM 
помимо описания алгоритма средствами традиционных языков Fortran 77 или 
С, содержит спецификации параллелизма ‒
правила параллельного 
выполнения этого алгоритма. Эти спецификации, которые по
-
другому 
называют директивами, должны быть "невидимы" для стандартных 
компиляторов.
Языки параллельного программирования должны представлять собой 
традиционные языки последовательного программирования, расширенные 
спецификациями параллелизма. Эти языки должны предлагать программисту 
модель программирования, близкую к модели выполнения. Знание 
программистом модели выполнения его программы и ее близость к модели 
программирования 
существенно 
упрощает 
для 
него 
анализ 

---

145 
производительности 
программы 
и 
проведение 
ее 
модификаций, 
направленных на достижение приемлемой эффективности.
Динамическая 
реализация 
модели 
выполнения 
параллельной 
программы осуществляется системой поддержки выполнения 
DVM-
программ. Это позволяет обеспечить динамическую настройку 
DVM-
программ при их запуске на параметры приложения и конфигурацию 
параллельного компьютера.
DVM-
программ исполняется на виртуальной многопроцессорной 
системе, которую предоставляет базовое системное программное 
обеспечение и аппаратное обеспечение программе пользователя. Для 
распределенной вычислительной системы примером является МРI
-
машина. 
Виртуальная многопроцессорная система всегда
представляется в виде 
многомерной решетки процессоров. Число процессоров виртуальной 
многопроцессорной системы и конкретный способ ее представления 
задаются при запуске DVM
-
программы.
В момент запуска DVM
- 
программа выполняется одновременно на всех 
процессорах виртуальной многопроцессорной системы. В это время в DVM
-
программе существует единственный поток управления (единственная 
ветвь).
В DVM
-
программе используются два уровня параллелизма. На верхнем 
уровне в программе описывается какое
-
то число независимых ветвей (задач), 
которые могут выполняться параллельно. Задачи DVM 
- 
это независимые по 
данным крупные блоки программы. В конце ветвей допускается выполнение 
глобальной редукционной операции. В рамках каждой ветви могут 
дополнительно выделяться параллельные циклы. Никакой другой иерархии 
параллелизма DVM не допускает, и описать в теле параллельного цикла еще 
несколько независимых ветвей нельзя.
Поток управления разбивается на несколько независимых потоков. Это 
происходит при входе в параллельную конструкцию. Потоки определяют 
процесс вычислений на процессорах. При выходе из параллельной 

---

146 
конструкции потоки управления на всех процессорах вновь становятся 
одинаковыми.
Все переменные DVM
-
программы размножаются по всем процессорам. 
В процессе вычислений для каждого процессора создается локальная копия 
переменной. При работе с распределенными массивами их расположение 
определяется специальной директивой.
Любой оператор присваивания DVM
-
программы выполняется в 
соответствии с правилом собственных вычислений, то есть оператор 
обрабатывается процессором, на котором происходит обработка переменной 
из левой части оператора.
Любая DVM 
-
программа работает в соответствии с моделью SPMD на 
всех выделенных ей
процессорах.