77361

Вопросы выбора архитектуры интерактивного взаимодействия с параллельными программами

Научная статья

Информатика, кибернетика и программирование

озможность интерактивного взаимодействия с суперкомпьютерной программой при проведении расчётов по сравнению с пакетной обработкой задач может существенно повысить эффективность труда исследователя. Однако организация такого взаимодействия сопряжена с рядом трудностей связанных с устоявшейся методикой программирования и проведения расчётов. Один из ключевых моментов построения такого взаимодействия выбор правил и принципов построения связи со счетными программами.

Русский

2015-02-02

120 KB

0 чел.

Вопросы выбора архитектуры интерактивного
взаимодействия с параллельными программами

П.А. Васёв
ИММ УрО РАН

Возможность интерактивного взаимодействия с суперкомпьютерной программой при проведении расчётов, по сравнению с пакетной обработкой задач, может существенно повысить эффективность труда исследователя [1]. Однако организация такого взаимодействия сопряжена с рядом трудностей, связанных с устоявшейся методикой программирования и проведения расчётов. Один из ключевых моментов построения такого взаимодействия – выбор правил и принципов построения связи со счетными программами. Уточним, что под интерактивным взаимодействием мы понимаем возможность 1) по желанию исследователя менять управляющие параметры в исполняющейся параллельной программе с тем, чтобы изменить ход вычислений, и 2) в произвольный момент времени считывать состояние программы для визуальной интерпретации. Изучая накопленный мировой и собственный опыт в области организации такого взаимодействия, можно обнаружить различные подходы.

Во-первых, это компонентный подход. Создаётся некая вычислительная среда, которая состоит из различных компонент и правил их взаимодействия. Существуют модули, поставляющие данные, перерабатывающие и фильтрующие их и так далее. Одной из компонент является система визуализации. Данный подход можно назвать идеальным с точки зрения создания интерактивных моделирующих систем. Однако он сложно применим на практике, так как требует переработки расчётного кода в терминах компонент новой системы.

В противовес компонентному подходу получил распространение так называемый инструментальный способ организации взаимодействия, подразумевающий интеграцию существующих вычислительных программ с некоей внешней системой взаимодействия и визуализации. В готовую программу внедряются специальные участки кода, позволяющие 1) узнать о внешнем воздействии или запросе с тем, чтобы программа соответствующим образом отреагировала на него и 2) выдать текущее состояние программы с тем, чтобы внешняя система взаимодействия передала его в систему визуализации. Инструментальный подход интересен тем, что позволяет быстрее и проще, чем компонентный,  привести существующие параллельные программы к интерактивному виду.

Третий подход в построении архитектуры системы взаимодействия – сервисный. Для параллельных программ предлагаются специальные сервисы вычислительной среды. Это сервисы хранения исходных данных, параметров счета, истории проводимых вычислительных экспериментов, результатов вычислений. Существующие параллельные программы трансформируются таким образом, чтобы работать не с «входными файлами», а с подключением к сервису входных данных. Также они сохраняют свои промежуточные и окончательные результаты не в файлы системы хранения, но в сервис хранения результатов вычислений. Сервисный подход позволяет прозрачным образом подключать возможности интерактивного взаимодействия в вычислительный процесс. Кроме того, он может исполнять роль унификатора правил проведения экспериментов и хранения данных в организации.

Таковы основные подходы при построении архитектуры систем интерактивного взаимодействия с программами научного моделирования. Несмотря на то, что более перспективным видится последний, сервисный тип архитектуры, все подходы имеют право на существование и применяются на практике.

Литература

  1.  Авербух В.Л., Байдалин А.Ю., Васев П.А., Горбашевский Д.Ю., Исмагилов Д.Р., Казанцев А.Ю., Манаков Д.В., Шинкевич А.Н. Проблемы разработки средств визуализации для супервычислений // Параллельные вычислительные технологии / Труды научной конференции. Челябинск. Издательство ЮУрГУ, –2007, –С. 201-211.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

60783. Моделирование лица (основы) 60 KB
  На мой взгляд Surfce это один из самых удобных средств для создания более сложных моделей. Конечно же можно будет применить и NURMS если нужна будет более подробная модель но для лица чистого Surfce достаточно но только при высоких знаниях и при имении больших навыков за спиной но это только моё мнение. Я буду объяснять как работать с Surfce по собственному готовому лицу.
60786. Логические операции Boolean. Визуализатор (визуализатор архитектурных проектов) 6.97 MB
  В результате получится пуговица как на рисунке. Откроется меню стандартных примитивов показанное на рисунке справа. Появится меню показанное на рисунке справа. Должно получится примерно так как на рисунке левее.
60787. Лоскутное моделирование в 3d max 343 KB
  При работе с треугольными лоскутами важно помнить что они всегда будут содержать 72 треугольные грани независимо от размеров лоскутной сетки. Эти грани будут увеличиваться при увеличении размера лоскута или сжиматься при его уменьшении.
60788. Интерполяция результатов эксперемента 114.5 KB
  Цель работы: Изучение методов обработки результатов физических экспериментов с применением интерполяции. Получение аналитической функции описывающей закон изменения измеряемой величины.
60789. Дмитро Луценко – поет-лірик, поет-пісняр 84.5 KB
  Особливо мене схвилювали поезії про війну. Я так ніжно кохав свою дорогу матусю Щоразу коли згадую її гірку долю у мене в душі щось перевертається. Того ж вечора були написані слова: Грає море зелене Тихий день догора Дорогими...
60791. Массивы. Ввод и вывод массивов 484.5 KB
  Объявление массива Массив как и любая переменная программы перед использованием должен быть объявлен в разделе объявления переменных. В общем виде инструкция объявления массива выглядит следующим образом...