Программное и аппаратное обеспечение распределенных и суперкомпьютерных систем. Рубрика в журнале - Программные системы: теория и приложения
Сравнительная оценка методов планирования приложений в распределенных вычислительных средах
Ред. заметка
Работа посвящена анализу эффективности известных алгоритмов планирования пакетов задач и композитных приложений в распределенных вычислительных средах (РВС). Сравнение алгоритмов производится на основе результатов имитационных экспериментов для различных примеров приложений и конфигураций РВС. Имитационное моделирование позволяет избежать проведения длительных натурных экспериментов и обеспечить воспроизводимость результатов. Помимо полученных результатов описывается используемая имитационная модель (симулятор) РВС на базе платформы SimGrid
Бесплатно
Статья научная
Работа посвящена анализу современного состояния исследований в области алгоритмического, математического и программного обеспечения распределения задач по вычислительным узлам гетерогенной вычислительной среды. Предложена классификация стратегий распределения нагрузки: по принципу учета динамики, по принципу управления, по признаку универсальности, с прогнозированием/без прогнозирования состояния системы и пр. Рассмотрен ряд методов, систем и комплексов распределения нагрузки, в том числе следующие: метод с представлением задачи в виде направленного ациклического графа, модель планировщика задач на основе метаданных, системы «DIET», «ProActive», «Moab», «Maui», система поддержки «пластичных» заданий, комплекс потоковой обработки в терминах теории массового обслуживания, сервис-ориентированный подход. Использование указанного обеспечения позволяет минимизировать время простоя вычислительных устройств, сократить объемы и время передачи данных от одних исполнительных устройств другим, повысить общую масштабируемость, минимизировать время доступа к данным и пр. Выявлены достоинства и недостатки, даны предложения по применению.
Бесплатно
Ред. заметка
Развитие технологий высокопроизводительного секвенирования ДНК привело к появлению нового класса объемных геномных данных и алгоритмов их обработки и анализа. Суперкомпьютерные вычисления являются необходимым инструментом работы с генетическими данными. Представлены задачи геномики и транскриптомики, анализа экспрессии генов в контексте вычислительной сложности. Дан обзор компьютерных подходов и разработанных авторами программ для решения задач, возникающих при аннотации геномных данных и анализе экспрессии генов
Бесплатно
Суперкомпьютеры, иерархия памяти и потоковая модель вычислений
Статья научная
Современные суперкомпьютеры устроены иерархически, и глубина этой иерархии будет только расти. Структурная иерархия (ядро–чип– узел–шасси–стойка–система) создает заметные неоднородности в коммуникационной сети. Иерархия памяти тоже создает неоднородность доступа: больше объем — медленнее доступ. Поэтому среди факторов неэффективности на первый план выходят затраты на перемещения данных, и соответственно растет сложность построения хорошо оптимизированных по этому фактору программ. Возникающие трудности в значительной мере являются следствием традиционной парадигмы программирования, восходящей к фон Нейману. И хотя в защиту этой парадигмы имеются такие серьезные аргументы как сложившиеся навыки и накопленное программное обеспечение, все же полезно хотя бы в теории понимать альтернативы. Мы видим корень проблем фоннеймановского программирования в том, что в нем осуществляется парадигма сбора, и предлагаем перейти к использованию модели вычислений с управлением потоком данных, которой свойственна работа в парадигме раздачи, и в которой благодаря этой парадигме проблемы оптимизации перемещения данных решаются и проще, и эффективнее.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается структура, состав и применение Унифицированных электронных модулей (изделия УЭМ) для решения задач цифровой локации в реальном масштабе времени с применением модифицированных современных алгоритмов цифровой обработки сигналов (ЦОС), а также построение масштабируемых вычислительных систем сбора и цифровой обработки информации на базе УЭМ для решения задач цифровой локации в различных областях науки и техники.
Бесплатно
Цветные сети Петри и язык распределенного программирования UPL: их сравнение и перевод
Статья научная
Сети Петри широко используются как средство моделирования распределенных мультиагентых систем. Существуют инструменты работы с расширенными сетями Петри, в которых токены нагружены произвольными данными. В частности, CPN Tools позволяет описывать, проигрывать и исследовать цветные сети Петри (Coloured Petri Nets, CPN). Ставится вопрос о возможности использовать этот инструмент для разработки, прототипирования и исследования параллельных распределенных вычислительных алгоритмов, в идеале - превращения их в работающие эффективные параллельные программы. У нас есть опыт экспериментального программирования разных алгоритмов в нашем графическом языке UPL, который пока существует как бы «на бумаге». Его сравнение с CPN показывает, что в их семантиках много общего. В статье оба языка определяются, сравниваются на примерах и через правила перевода из одного в другой. Также описываются средства управления распределением вычислений для UPL. Интересен вопрос об их переносе в CPN, где им пока аналога нет.
Бесплатно
Шаблоны в модуле визуализации Web-интерфейса системы мониторинга BotikMon
Ред. заметка
Статья посвящена системе мониторинга BotikMon, разработанной в ИПС им.~А.~К.~Айламазяна РАН. Система предназначена для архивации и визуализации информации, полученной от большого числа датчиков. В данной статье рассматривается вопрос разработки структур данных для страниц «избранное» в графическом интерфейсе пользователя системы BotikMon. Страницы «избранное» дают возможность сводить на одну страницу выбранные оператором данные и настраивать режимы отображения для них. Предлагается подход, основанный на использовании объектов\=/шаблонов, для которых поддерживается механизм наследования.
Бесплатно
Эксафлопсные суперЭВМ. 1 контуры архитектуры
Статья научная
Исследованы архитектурные аспекты вычислительных систем эксафлопной производительности. Оценены параметры вычислительной и коммуникационной сред. Показано, что для достижения эксафлопной производительности необходимы гибридные системы. Процессорные элементы этих систем содержат ядра универсальных процессоров и арифметические ускорители. Они реализуют MIMD и SIMD дисциплины вычислений соответственно. Эффективное задействование эксафлопных гибридных систем требует принципиально нового программного обеспечения и средств архитектурного масштабирования эффективности. Применение перечисленных средств иллюстрируется на примерах тестовых программ молекулярной динамики и NPB LU. В результате достигается динамическая адаптируемость архитектуры к особенностям исполняемой программы, что в свою очередь обеспечивает эффективность применения эксафлопных суперЭВМ.
Бесплатно
Статья научная
Анализируются причины, проявления и индустриальные проблемы кризиса структурного насыщения микропроцессорных архитектур. Рассматривается состояние рынка однокристальных компьютеровускорителей общего назначения для задач с массовым параллелизмом. Предлагается концепция развития отечественной линии высокопараллельных компьютеров ПС-2000, которые можно рассматривать как первых представителей общедоступных многопроцессорных систем класса GP (General Purpose). В развитие архитектуры ПС-2000 приводится описание свойств однокристальной масштабируемой и комплексируемой многопроцессорной системы ПС2000М, обладающей архитектурным потенциалом опережения. Приводится сопоставление архитектуры ПС-2000М с современными архитектурами однокристальных компьютеров с массовым параллелизмом.
Бесплатно
Эффективный расчет двумерного БПФ на однородном или гетерогенном вычислительном кластере
Ред. заметка
Рассмотрена задача осуществления двумерного БПФ матрицы на суперкомпьютере. Исследована зависимость времени выполнения БПФ от размера матрицы для суперкомпьютеров МВС-100К, МВС-10П и HybriLIT. Описан метод балансировки вычислительной нагрузки между вычислениями на процессоре и видеокарте при использовании гетерогенного кластера. На примере видеокарты TESLA K40 показано, что время, необходимое для перемещения данных, близко времени, требуемому для осуществления двумерного БПФ на графическом вычислителе, а само время расчета в 48 раз меньше времени счета на двухпроцессорном узле
Бесплатно
