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

50239. Вивчення явища фотолюмінесценції 600 KB
  Прилади і обладнання Монохроматор УМ2 джерела випромінювання неонова лампочка ртутна лампа конденсорна лінза світлофільтр фотоюмінофор Опис установки Лабораторна установка зібрана на базі монохроматора УМ2 який використовується як спектроскоп.1 виділені оптичні елементи що входять до складу монохроматора. Випромінювання з люмінофора фокусується лінзою 5 на вхідну щілину монохроматора 7 і далі потрапляє на дисперсійну призму 9 через об’єктив коліматора 8. За допомогою барабана довжин хвиль монохроматора на якому нанесені відносні...
50240. Г. Спенсер как основатель органической школы в социологии 15 KB
  Герберта Спенсера считают основателем органической школы в социологии. В фундаментальном труде Основы социологии (1877) Спенсер проводил аналогии между биологической и социальной эволюцией, между живым организмом и обществом
50241. Принципы построения бухгалтерского финансового учета 80.5 KB
  Информация, которая формируется в системе бухгалтерского учета хозяйствующих субъектов, должна отвечать требованиям всех заинтересованных пользователей. В зависимости от круга интересов различных групп пользователей информацией в системе бухгалтерского учета можно выделить взаимосвязанные подсистемы
50242. ЭЛЕКТРОИСКРОВОЕ ЛЕГИРОВАНИЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ 411 KB
  Этот способ имеет следующие специфические свойства: материал анода легирующий материал может образовывать на поверхности катода легируемая поверхность прочно сцепленный с ней слой покрытия. В этом случае между материалом основы и покрытием существует промежуточный слой в котором протекают диффузионные процессы элементов катода и анода; процесс легирования может происходить так что материал анода не образует покрытия на поверхности катода а диффузно обогащает ее своими составляющими элементами; легирование можно проводить...
50243. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОМЕНТОВ ИНЕРЦИИ ТЕЛ МЕТОДОМ КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ 183.5 KB
  Инертные свойства тела при вращении определяются не только массой тела, но и расположением отдельных частей тела по отношению к оси вращения. Для характеристики этих свойств вводится понятие момента инерции.
50245. Понятие отчета в СУБД Access и его основных элементов 117 KB
  Понятие отчета в СУБД ccess и его основных элементов Отчеты представляют собой наилучшее средство представления информации из базы данных в виде печатного документа. Основные сведения об отчетах Рис.1 Вид окна Новый отчет Для создания отчета в окне базы данных выбираем пункт Отчет в раскрывающемся списке кнопки Новый объект на панели инструментов или кнопку Создать на вкладке Отчеты . Мастер отчетов запускает основного мастера для создания отчетов позволяющего выбрать поля для отчета задать форматы условия группировки и итоговые...
50246. Пояснить создание и настройку отчета в режиме конструктора СУБД Access 22.5 KB
  Настройка отчетов Чтобы изменить размер выделенного элемента управления можно воспользоваться маркерами изменения размера находящимися на сторонах в нижних углах и в правом верхнем углу. Для перемещения невыделенного элемента управления используйте указатель мыши. Если элемент управления имеет присоединенную надпись она перемещается вместе с ним. перемещать элемент управления и присоединенную надпись можно независимо друг от друга с помощью маркеров перемещения расположенных в левых верхних углах элемента управления и надписи.
50247. Визначення енергії дисоціації молекул йоду 896.5 KB
  Лабораторна установка для вивчення спектрів поглинання розчинів йоду зібрана на базі монохроматора УМ–2 який використовується як спектроскоп. 3 виділені оптичні елементи що входять до складу монохроматора. 2 сфокусоване конденсорною лінзою 3 світло проходить через досліджуваний розчин 4 і потрапляє на вхідну щілину 6 монохроматора. Градуювання монохроматора Для цього потрібно див.