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

5066. Дослідження цифро-аналогового перетворювача 108 KB
  Дослідження цифро-аналогового перетворювача Мета роботи: Дослідити роботу цифро-аналогового перетворювача. Завдання: До лабораторної роботи. Із довідника з напівпровідникових інтегральних мікросхем за-писати до теоретичних положен...
5067. Изучение системы автоматизированного моделирования и параметрической оптимизации 823 KB
  Изучение системы автоматизированного моделирования и параметрической оптимизации Цель работы: Ознакомление с системой автоматизированного моделирования и параметрической оптимизации (СИАМ), приобретение практических навыков исследования и оптимизаци...
5068. Память. Факторы забывания и нарушения памяти 64.5 KB
  Впечатления, которые человек получает об окружающем мире, оставляют определенный след, сохраняются, закрепляются, а при необходимости и возможности - воспроизводятся. Эти процессы называются памятью. Без памяти, - писал С.Л. Рубинштейн...
5069. Боевые действия русского флота на Балтийском море в 1914-1917 гг 208.5 KB
  Русский флот в первую мировую войну вел боевые действия на Балтийском, Черном и Баренцевом морях, а отдельные корабли — в Средиземном море и на океанских театрах. Наиболее напряженная борьба шла на Балтийском и Черном морях. К началу войны русс...
5070. Маркетингові комунікації 621.5 KB
  В умовах насиченого ринку недостатньо розробити новий якісний товар, встановити на нього оптимальну ціну і вибрати ефективні канали розподілу. Все більшої ваги в управлінні підприємством набуває така складова комплексу маркетингу, як методи пр...
5071. Национальный доход: его производство, распределение и использование. Макроэкономический анализ совокупного спроса и совокупного предложения 1.97 MB
  Производство товаров и услуг. Объем производства товаров и услуг в экономике-ВНП-зависит от двух параметров: факторов производства и производственной функции.Рассмотрим каждый из них по очереди. Факторы производств...
5072. Математика в современных условиях. Конспект 486.5 KB
  Математика. Роль математики в современном мире. Основные этапы становления математики. Аксиоматический метод построения научной теории. Начала Евклида – образец научного метода. История создания неевклидовой геометрии. Тема...
5073. Рыночные структуры в условиях несовершенной конкуренции: монополия, олигополия, монополистическая конкуренция 391 KB
  Конкуренция, которая в той или иной степени связана с заметным ограничением свободного предпринимательства, называется несовершенной. Для этого вида конкуренции характерно незначительное количество фирм в каждой сфере предпринимательской де...
5074. Проектирование приспособления для контроля межцентрового расстояния 90.5 KB
  Проектирование приспособления для контроля межцентрового расстояния Для контроля межцентровых расстояний проектируется специальное контрольное приспособление, оснащенное индикатором часового типа. В базовом техпроцессе измерение межцентрового...