Лекция 1. Высокопроизводительные вычисления и системы. Распределенные и параллельное вычисления и системыЗАЯВКА (на бланке учебного заведения) на участие во I Всероссийском (III Открытом областном) конкурсе пианистов им. М.В. Андрианова - Ф.И.О. участника _____________________________ - дата рождения (полностью)_____________________ - учебное заведение, класс или курс _______________ - Ф.И.О. преподавателя (полностью) ______________ - домашний адрес, телефон _______________________ - количество мест в общежитии колледжа (муж., жен.) на всю делегацию (включая преподавателей и родителей) __________________________ - программа (автор, точное название, хронометраж каждого произведения) - банковские реквизиты направляющей стороны _________________________ С использованием в информационных сетях персональных данных, указанных в заявке, согласен. Подпись участника или законного представителя несовершеннолетнего __________________(с расшифровкой подписи). Подпись руководителя учреждения ______________________ Печать учреждения Дата КОНТАКТНЫЕ ЛИЦА, ТЕЛЕФОНЫ КОЛЛЕДЖА, @ ПОЧТА Желнина Анастасия Анатольевна (34365) 74797 (секретарь) e-mail: [email protected] Сиялова Оксана Анатольевна (34365) 74802 (гл. бухгалтер) Головина Елена Григорьевна (34365) 74796 - факс (методист) с/т 89122782110 e-mail: [email protected] Карпова Наталья Александровна (34365) 76766 с/т 89630398469 (зав. ф-ным отделением)
Внимание! Более подробная информация будет размещена на сайте Асбестовского колледжа искусств www.artasb.ru
Лекция 1. Высокопроизводительные вычисления и системы. Распределенные и параллельное вычисления и системы
Высокопроизводительное вычисление исполняется распределенным вычислением и параллельным вычислением. Распределенные и параллельные вычисления определим таким образом: Декомпозиционное вычисление — способ решения вычислительных задач путем деления исходной задачи на нескольких процессоров и компьютеров. Распределенные вычисления — способ решения вычислительных задач путем декомпозиций на подзадач и выполнения их на нескольких процессоров и компьютеров на основе асинхронного протокола: либо одновременно, либо распределенно пространственно-временно удаленно. Параллельные вычисления — способ решения вычислительных задач путем декомпозиций на подзадач и одновременное выполнения их на нескольких процессоров и компьютеров на основе синхронного протокола.
Параллельное вычислительные системы работает на синхронном протоколе Распределенные – на асинхронном протоколе.
Таким образом распределенные вычисления не могут производится на одной вычислительной машине, а параллельные вычисления могут производиться как на одной (многопоточность), так и на нескольких машинах. Возможность выполнения параллельных вычислений в распределенных системах и приводит к частому заблуждению, что это одно и тоже. Техническое определение. Распределенная система — это набор независимых вычислительных узлов – компьютеров, представляющиеся их пользователям единой объединенной асинхронным протоколом системой. Эндрю Таненбаум Параллельные вычисления — вычисления, которые можно реализовать на многопроцессорных системах с использованием возможности одновременного выполнения многих действий, порождаемых процессом решения одной или многих задач. Узлы распределенных систем могут состоят как отдельных процессоров и компьютеров, так и вычислительных систем. Вообще Под системой понимается множество элементов и связей между ними. Обозначим V – множество элементов системы. Тогда бинарное отношение R 2 Í V ´ V задает наличие попарных связей между элементами. Если для некоторых элементов x Î V и y Î V пара (x, y)Î R 2, то в системе существует связь от x к y. Если (x, y)Ï R 2, то такой связи нет. Порядок элементов в паре важен, так как связи могут быть направленными, несимметричными. В системе могут быть не только попарные связи, но и связи троек элементов. Такие связи описываются тернарными отношениями R 3 Í V ´ V ´ V = V 3. Например, связь «ребенок и его родители» – связь трех элементов. В общем случае в системе могут быть также связи, задаваемые отношениями R 4 Í V 4, R 5 Í V 5.,…, Rn Í V n. Здесь n – количество элементов в системе. С каждым отношением связан определенный смысл, выражаемый высказыванием, например, «x следует за y», «x посылает сигнал y», «x – ребенок y и z» и т.д. Иначе говоря, вместо отношений (или вместе с отношениями) удобно рассматривать соответствующие предикаты P 2, P 3, P 4,…, Pn. В дополнение к перечисленным рассматривают и предикаты P 1, которые можно интерпретировать как выражение свойств элементов множества V. Подчеркнем, что бинарных отношений в системе может быть несколько. Например, в цилиндре двигателя автомобиля газ (бензино-воздушная смесь), загораясь, толкает поршень и, одновременно, нагревает его. Т.е. существует отношение «x толкает y» и отношение «x нагревает y». Ясно, что в зависимости от целей исследования системы одни отношения рассматриваются как существенные, а другие – как второстепенные. Множественность касается не только бинарных, но и тернарных и других отношений. В общем случае систему можно описать как набор S = { V, { Pi , j }}, где индекс i обозначает арность отношения (или количество мест предиката), а индекс j дает возможность различать отношения одной и той же арности. Некоторые из предикатов P 1, j могут характеризовать местоположение элемента системы. Например, его географические координаты, пространственные координаты (спутник связи), нахождение в определенном помещении (компьютер локальной сети) и т.д. Подмножества элементов, имеющих одно и то же (в пределах некоторого допуска, приближения) местоположение, мы будем называть сайтами. Аналогично, некоторые из предикатов P 2, j могут характеризовать взаимное расположение элементов, например, расстояние, время передачи сигнала, стоимость переноса информации или вещества от одного элемента системы к другому. Взаимное расположение может быть существенным и для троек элементов, и для четверок и т.д., и выражаться соответствующими предикатами. Распределенными системами будем называть такие системы, для которых предикаты местоположения элементов или групп элементов играют существенную роль с точки зрения функционирования системы, а, следовательно, и с точки зрения анализа и синтеза системы. Распределенные системы могут быть непрерывными и дискретными. Непрерывные распределенные системы характеризуются бесконечным количеством элементов, а также тем, что в любой малой окрестности любого элемента (в смысле предикатов местоположения) находится, по крайней мере, еще один элемент. Примером непрерывной распределенной системы является стальной лист, нагреваемый в одной точке газовой горелкой. Элементы системы – это «точки» листа с определенными координатами. Каждая точка в некоторый момент времени характеризуется значением температуры, а весь лист описывается некоторым температурным полем. Температуры близко расположенных точек имеют мало отличающиеся друг от друга значения, зависящие от удаленности этих точек от источника тепла. С течением времени значения температур увеличиваются до некоторых пределов, зависящих от температуры горелки, координат точек, величины теплоотдачи листа в окружающее пространство. Дискретные распределенные системы характеризуются тем, что элементы системы четко «очерчены», отделены друг от друга. Один из видов отношений – бинарное отношение «быть соседними элементами». Между двумя соседними элементами других элементов нет. Это не означает, что между ними нельзя включить какой-либо третий элемент. Но тогда первые два перестают быть соседними. Распределенные вычисления могут выполнятся как одновременное так и последовательно. Явление открытых (добровольных) вычислительных систем (англ. volunteer computing) следует выделить в отдельную тему и рассматривать как практическую реализацию систем распределенного вычисления. Такие вычислительные системы (сети) чаще всего строятся на базе, так называемых GRID систем (сетей), в русском языке иногда называются как системы метакомпьютинга (матавычисления).[3]
|
