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

80951. Характеристика сучасної системи шкільної історичної освіти в Україні 36.25 KB
  Програма шкільних курсів історії. У програмі шкільних курсів історії закладено такі пріоритети. Вивчення історії України. Вивчення історії ХХ століття.
80952. Необхідність використання художньої літератури в навчанні історії України 35.92 KB
  Твори художньої літератури рекомендуються у всіх шкільних підручниках з кожного курсу історії художня література є для учнів одним з важливих джерел для ознайомлення з історичним минулим і одним з ефективних засобів їх морального і естетичного виховання. Чому слід використовувати художні твори Тому що Художній образ як правило відрізняється влучністю і переконливістю. Літературні памятники Звичайно це твори створені в ту епоху яку ми вивчаємо тобто твори написані сучасниками описуваних явищ і подій. Твори цієї групи є документами...
80953. Основні компоненти змісту історичної освіти 33.66 KB
  Зміст освіти його основні компоненти: Зміст шкільної історичної освіти один із компонентів процесу навчання історії певна система історичної інформації яка засвоюється у вигляді історичних знань умінь і навичок в яких особистість засвоює вже відомі способи діяльності досвід творчої пізнавальної діяльності у розв\'язанні проблем що вирішувались людством у минулому. Лернером 1 досвід пізнавальної діяльності що відображений у знаннях про природу суспільство техніку мислення і способи діяльності...
80954. План вивчення теми: «Українські землі наприкінці ХУІІ— у першій половині ХУІІІ ст.» (8 клас) 36.43 KB
  Першою темою Гетьманщина наприкінці XVII на початку XVIII ст. Метою цього уроку характеризувати політичне становище Гетьманщини наприкінці XVII на початку XVIIІ ст.№2 Правобережна Україна наприкінці XVII на початку XVIII ст.
80956. Теоретичний матеріал в історичних курсах 34.9 KB
  Пояснюючий виклад історичних даних теоретичного характеру орієнтує учнів на репродуктивний спосіб роботи на просте відтворення їх з допомогою прийомів якими при викладенні користувався вчитель. Перші навчають учнів засвоювати і відтворювати в образній формі зовнішні ознаки історичних подій. Другі сприяють формуванню уміння осмислювати сутність фактичного матеріалу засвоювати теоретичні дані у вигляді історичних понять різної складності.
80957. Проведення тематичного оцінювання знань учнів з історії України 35.46 KB
  Тема на вибір студента Основною навчальною метою уроку є проведення тематичного оцінювання рівня знаньумінь і навичок. При цьому оцінювані доцільно використовувати такі форми оцінюванняякі не вимагають від пятикласників довгих розгорнутих відповідей. Тематичне оцінювання розглядають як підсумкову роботу кожного учня.