zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Công Nghệ Thông Tin

» Hệ điều hành

KIẾN TRÚC CÁC HỆ THỐNG TÍNH TOÁN - CHƯƠNG 4

Chia sẻ: Nguyen Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:100

Báo xấu

478
lượt xem 47
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Hệ thống song song phân cụm và Tính toán lưới ( Cluster and Grid Cumputing) Một hệ thống tính toán song song phân cụm (Cluster/bó) là một hệ thống máy tính cục bộ bao gồm một tập các máy tính độc lập và một mạng liên kết giữa các máy tính.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: KIẾN TRÚC CÁC HỆ THỐNG TÍNH TOÁN - CHƯƠNG 4

KIẾN TRÚC CÁC HỆ THỐNG TÍNH TOÁN Nguyễn Phú Bình Trần Trung Kiên Bộ môn KTMT - Khoa CNTT Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội 1
Lưu ý của tác giả  Không được tự ý sao chép hay quảng bá bài giảng này khi chưa được sự đồng ý của các tác giả.  Địa chỉ liên hệ của các tác giả: Nguyễn Phú Bình Email: ngphubinh@yahoo.com Mobile: 0983533925 Website: http://phubinh.vicosoft.com/ktmt Trần Trung Kiên Email: trankien_bk@yahoo.com Mobile: 0914919392 Bộ môn Kỹ thuật Máy tính Khoa Công nghệ Thông tin Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội C1- P322, Tel: 8696125 Website: http://ktmt.shorturl.com 2
Kiến trúc các hệ thống tính toán Chương 4 Hệ thống song song phân cụm và Tính toán lưới ( Cluster and Grid Cumputing) Nguyễn Phú Bình – Trần Trung Kiên Bộ môn Kỹ thuật Máy tính, Khoa Công nghệ Thông tin Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 3
Nội dung chương 4 4.1. Hệ thống song song phâm cụm (Cluster) 4.2. Tính toán lưới ( Grid Computing) 4.3. Ứng dụng hệ thống song song trong mô hình lưới 4
4.1. Hệ thống song song phâm cụm 1. Giới thiệu về Cluster:  Một hệ thống tính toán song song phân cụm (Cluster/bó) là một hệ thống máy tính cục bộ bao gồm một tập các máy tính độc lập và một mạng liên kết giữa các máy tính. 5
4.1. Hệ thống song song phâm cụm  Một hệ thống song song phân cụm/cục bộ với ý nghĩa là toàn bộ các thành phần hệ thống nằm trong một khu vực địa lý hẹp (thường là 1 phòng) và được quản lý tập trung như là một hệ thống thống nhất.  Các nút trong hệ bó có thể là sự kết hợp của các máy tính đơn bộ xử lý với các máy nhiều bộ xử lý (SMP - symmertric multiprocesor 6
4.1. Hệ thống song song phâm cụm  Ưu điểm lớn nhất của hệ thống này là giá thành của hệ thống nhỏ hơn so với các hệ thống sever tương ứng khác. Cùng với sự phát triển nhanh chóng của máy tính cá nhân (PC), hiện nay một hệ thống dựa trên công nghệ LAN và PC có thể đạt được hiệu năng đến vài chục thậm chí là vài trăm Gigaflops trong khi giá thành lại rẻ hơn rất nhiều so với các siêu máy tính.  Ưu điểm thứ hai của hệ thống bó là sự linh hoạt của cấu hình. Số lượng nút, dung lượng bộ nhớ trên mỗi nút, số lượng bộ xử lý trên mỗi nút, và cấu hình mạng và hàng loạt các tham số khác đều mang tính tuỳ biến cao. 7
4.1. Hệ thống song song phâm cụm 2. Các thành phần phần cứng:  Các thiết bị phần cứng của nút tính toán: Một nút tính toán phải cung cấp chức năng tính toán  và chức năng lưu trữ dữ liệu   Các thiết bị mạng : Công nghệ mạng thường được sử dụng trong hệ thống //  phân cụm là LAN và SAN (System Area Network). LAN chỉ cho phép tạo nên một hệ thống có bộ nhớ phân tán  SAN lại hỗ trợ bộ nhớ phân tán chia xẻ (distributed shared  memory) cho phép tổ chức một bộ nhớ logic chia xẻ trong khi bộ nhớ vật lý phân tán trên các nút. Giá cả của các thiết bị SAN đắt hơn LAN rất nhiều.  8
4.1. Hệ thống song song phâm cụm 3. Các thành phần phần mềm:  Thư viện và môi trường lập trình  Các phần mềm quản lý tài nguyên và phân tải 9
4.1. Hệ thống song song phâm cụm Thư viện và môi trường lập trình:  Lập trình song song trong các hệ thống tính toán bó là phức tạp hơn các hệ thống máy tính khác  Hệ thống tính toán có bộ nhớ phân tán, do vậy truyền thông giữa các nút trong quá trình tính toán thường là truyền thông điệp  Các thư viện truyền thông điệp dành cho hệ thống bó hiện nay có thể kể đến là: MPI, PVM, Active Message và CMMD (Connected Machine Message...)  MPI với nhiều ưu điểm có thể coi là sự lựa chọn tốt cho các hệ thống tính toán bó. ® 10
4.1. Hệ thống song song phâm cụm Thư viện và môi trường lập trình (…):  Khi các nút mạng trong hệ thống tính toán bó không chỉ là các máy tính đơn bộ xử lý mà có cả các máy tình nhiều bộ xử lý với bộ nhớ chia xẻ thì cần có sự kết hợp giữa mô hình bộ nhớ chia xẻ và mô hình truyền thông điệp.  Thư viện mã nguồn mở OpenMP là một thư viện thích hợp để tạo ra các chưưong trình song song như vậy. 11
4.1. Hệ thống song song phâm cụm Thư viện và môi trường lập trình (…):  Một trong những thành phần quan trọng của các chương trình tính toán song song là các giải thuật song song .  Hiện nay, các thư viện giải thuật song song rất sẵn dùng và hầu hết là mã nguồn mở.  Chúng là kết quả của các đề tài nghiện cứu trong các trường đại học, các viện ngiên cứu trên toàn thế giới. Các thư viện có thể kể đến là: LAPACK, BLAS, ARPACK, ScaLAPACK, PETSc, hypre, LINPACK… 12
4.1. Hệ thống song song phâm cụm Các phần mềm quản lý tài nguyên và phân tải:  Thư viện và các ngôn ngữ lập trình song song tạo cho người lập trình môi trường lập trình.  Phần mềm quản lý tài nguyên và phân tải lại tạo ra một môi trường tính toán hiệu quả và ổn định.  Phân tải là việc phân bổ các tiến trình tính toán trên tài nguyên hệ thống sao cho hiệu năng hoạt động của hệ thống là tối ưu. 13
4.1. Hệ thống song song phâm cụm Các phần mềm quản lý tài nguyên và phân tải(…):  PBS (Portable Batch System) : Hệ thống phân tải và quản lý tài nguyên rất mạnh do NASA  phát triển. Tiếp nhận các công việc (job) từ người sử dụng,  Bảo vệ công việc đó cho đến khi nó được thực hiện,  Thực hiện công việc và trả lại kết quả cho người sử dụng.  14
4.1. Hệ thống song song phâm cụm Các phần mềm quản lý tài nguyên và phân tải(…):  CODINE : Dùng cho các hệ thống máy tính máy tính đồng bộ như SMP  hoặc các siêu máy tính dạng vector. Ngoài ra, còn cung cấp các cơ chế để quản lý các chính sách  của hệ thống // phân cụm và cân bằng tải động cho các công việc. 15
4.1. Hệ thống song song phâm cụm Các phần mềm quản lý tài nguyên và phân tải(…):  CONDOR: Thường dùng để phân tải tài nguyên và lập lịch cho các công  việc trên hệ thống máy trạm (workstations). Hỗ trợ sử dụng các điểm kiểm tra (checkpoint) và chuyển giao  các công việc giữa các máy trạm. 16
4.1. Hệ thống song song phâm cụm 4. Hệ thống quản lý tài nguyên và phân tải PBS:  PBS hiện nay đã trở thành một hệ phân tải hàng đầu trong các siêu máy tính và trở thành chuẩn cho các hệ thống bó trên Linux.  PBS cung cấp rất nhiều chức năng và lợi ích cho các hệ thống tính toán hiệu năng cao.  Một số chức năng quan trọng nhất của PBS: Chia sẻ tài nguyên :cung cấp một cơ chế lập lịch cho các  công việc một cách trong suốt, bởi bất kỳ người sử dụng nào có đủ thẩm quyền. Công việc có thể được yêu cầu từ một máy client bất kỳ, cục bộ hay từ xa. 17
4.1. Hệ thống song song phâm cụm  Một số chức năng quan trọng nhất của PBS(…): Giao diện: đồ hoạ hoặc chế độ tương tác (interactive); PBS  cũng hỗ trợ giao diện sử dụng chế độ dòng lệnh cho những người sử dụng chuyên nghiệp. Cơ chế bảo mật cho phép quản trị thiết lập hoặc huỷ bỏ việc  truy cập đến PBS của một người sử dụng, một nhóm người, một máy hoặc một mạng nào đó. Nhật ký cho phép ghi lại tất cả các hoạt động trên của hệ  thống theo từng người, từng nhóm người hoặc từng máy. Tự động chuyển tệp là cơ chế sao chép các tệp cần thiết  cho việc thực hiện một công việc trên các máy trạm tính toán. Các tệp cần chuyển có thể là các tệp dữ liệu hoặc các tệp thực thi . 18
4.1. Hệ thống song song phâm cụm  Một số chức năng quan trọng nhất của PBS(…): Hỗ trợ các công việc song song cho phép hoạt động cùng  với các thư viện lập trình song song như MPI, PVM và HPF. Các chương trình có thể được lập lịch để chạy trên các hệ đa bộ xử lý hoặc trên các hệ thống đa máy tính. Hỗ trợ tính toán lưới: cung cấp công nghệ siêu tính toán  (meta-computing) và tính toán lưới, bao gồm việc hỗ trợ cho GGT (Globus Grid Toolkit) ® Tự động phân tải là cơ chế cho phép phân tải các công việc  trên các tài nguyên của hệ thống. Hỗ trợ nhiều hệ thống máy tính và nhiều hệ điều hành:  Linux, Unix, Solaris,… 19
4.1. Hệ thống song song phâm cụm  PBS bao gồm 3 thành phần chính là: Module quản lý công việc (PBS Server)  Module thực thi công việc (PBS Mom)  Module lập lịch (PBS Scheduler)  20

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.