Párhuzamos programozási platformok



Hasonló dokumentumok
Párhuzamos programozási platformok

Bevezetés a párhuzamos programozási koncepciókba

Számítógépek felépítése

egy szisztolikus példa

Csoportos üzenetszórás optimalizálása klaszter rendszerekben

Számítógép architektúra

5-6. ea Created by mrjrm & Pogácsa, frissítette: Félix

Flynn féle osztályozás Single Isntruction Multiple Instruction Single Data SISD SIMD Multiple Data MISD MIMD

Számítógép felépítése

Készítette: Trosztel Mátyás Konzulens: Hajós Gergely

Számítógép Architektúrák

A számítógép egységei

VLIW processzorok (Működési elvük, jellemzőik, előnyeik, hátrányaik, kereskedelmi rendszerek)

Számítógép-rendszerek fontos jellemzői (Hardver és Szoftver):

Biztonsági folyamatirányító. rendszerek szoftvere

CRA - Cisco Remote Access

A PET-adatgy informatikai háttereh. Nagy Ferenc Elektronikai osztály, ATOMKI

Programozható logikai vezérlő

Párhuzamos programozási modellek

Utolsó módosítás:

OpenCL alapú eszközök verifikációja és validációja a gyakorlatban

Programozási nyelvek a közoktatásban alapfogalmak I. előadás

Neurális hálózatok bemutató

GPU Lab. 4. fejezet. Fordítók felépítése. Grafikus Processzorok Tudományos Célú Programozása. Berényi Dániel Nagy-Egri Máté Ferenc

Grafikus csővezeték 1 / 44

Párhuzamos programok futásának kiértékelése Scalasca profiler segítségével

Mikrorendszerek tervezése

Elosztott rendszer architektúrák

A processzor hajtja végre a műveleteket. összeadás, szorzás, logikai műveletek (és, vagy, nem)

Magas szintű optimalizálás

Ismerkedjünk tovább a számítógéppel. Alaplap és a processzeor

Digitális rendszerek. Digitális logika szintje

A SZOFTVERTECHNOLÓGIA ALAPJAI

IBM felhő menedzsment

Tartalomjegyzék. Előszó... 10

Az NIIF új szuperszámítógép infrastruktúrája Új lehetőségek a kutatói hálózatban

Operációs rendszerek. UNIX fájlrendszer

ARM processzorok felépítése

ELŐADÁS SZÁMÍTÓGÉP MŰKÖDÉSE FIZIKA ÉS INFORMATIKA

Programozási nyelvek 6. előadás

Számítógép egységei. Szoftver (a fizikai eszközöket működtető programok összessége)

NetWare 6 technikai áttekintés 2. rész

Bepillantás a gépházba

1. tétel. A kommunikáció információelméleti modellje. Analóg és digitális mennyiségek. Az információ fogalma, egységei. Informatika érettségi (diák)

Fábián Zoltán Hálózatok elmélet

A CUDA előnyei: - Elszórt memória olvasás (az adatok a memória bármely területéről olvashatóak) PC-Vilag.hu CUDA, a jövő technológiája?!

TANMENET 2018/2019. tanév

Autóipari beágyazott rendszerek. Komponens és rendszer integráció

OpenCL - The open standard for parallel programming of heterogeneous systems

találhatók. A memória-szervezési modell mondja meg azt, hogy miként

Az MTA Cloud a tudományos alkalmazások támogatására. Kacsuk Péter MTA SZTAKI

2. Számítógépek működési elve. Bevezetés az informatikába. Vezérlés elve. Külső programvezérlés... Memória. Belső programvezérlés

TANÚSÍTVÁNY KARBANTARTÁS Jegyzıkönyv

GPGPU-k és programozásuk Dezső, Sima Sándor, Szénási

Párhuzamos és Grid rendszerek

Everything Over Ethernet

SDN a különböző gyártói megközelítések tükrében

Számítógép architektúrák záróvizsga-kérdések február

Szuperszámítógépektől a klaszterekig. Kacsuk Péter

Számítógépes munkakörnyezet II. Szoftver

Bánsághi Anna 1 of 67

ARM Cortex magú mikrovezérlők. mbed

Hálózatok I. A tárgy célkitűzése

TI TMDSEVM6472 rövid bemutatása

Hálózati ismeretek. Az együttműködés szükségessége:

Occam 1. Készítette: Szabó Éva

1. Generáció( ):





























OSI-ISO modell. Az OSI rétegek feladatai: Adatkapcsolati réteg (data link layer) Hálózati réteg (network layer)

9. MPI

Ismétlés: Moore törvény. Tranzisztorok mérőszáma: n*százmillió, n*milliárd.

Bevezetés. Többszálú, többmagos architektúrák és programozásuk Óbudai Egyetem, Neumann János Informatikai Kar

Nyíregyházi Egyetem Matematika és Informatika Intézete. Input/Output

Átírás:

Párhuzamos programozási platformok

Parallel számítógép részei Hardver Több processzor Több memória Kapcsolatot biztosító hálózat Rendszer szoftver Párhuzamos operációs rendszer Konkurenciát biztosító programozási konstrukciók Alkalmazás szoftver Párhuzamos algoritmusok Cél: úgy használjuk a hardvert, a rendszer és az alkalmazás programot, hogy Sebességnövekedést érjünk el T p = T s / p Nagy mennyiségű memóriát igénylő feladatokat is meg tudjunk oldani Párhuzamos programozási platfomrok 2

Párhuzamos számítási platform Logikai felépítés Ahogy a felhasználó látja a gépet, amit a rendszer szoftver mutat Fizikai felépítés Az aktuális hardver architektúra A fizikai architektúra nagyrészt független a logikai felépítéstől Párhuzamos programozási platfomrok 3

Logikai felépítés elemei Vezérlő mechanizmus SISD/SIMD/MIMD/MISD: Single/Multiple Instruction Stream & Single/Multiple Data Stream SPMD: Single Program Multiple Data Párhuzamos programozási platfomrok 4

Logikai felépítés típusai Kommunikációs modell szerint Shared-Address Space - Megosztott címterű UMA/NUMA/ccNUMA Message-Passing Üzenet-továbbítás MPI PVM Párhuzamos programozási platfomrok 5

Fizikai szervezés Ideális párhuzamos számítógép architektúra PRAM: Parallel Random Access Machine PRAM modellek EREW/ERCW/CREW/CRCW Exkluzív/konkurens olvasás és/vagy írás Konkurens írás a következőket jelentheti Közös: párhuzamos írás engedélyezett, ha minden processzor ugyanazt az azonos értéket szeretné írni Tetszőleges: valamelyik írhat, a többi hibát kap Prioritásos: processzorok prioritás listába rendezettek és ennek megfelelően írnak Összegző: a mennyiségek összege kerül írásra Párhuzamos programozási platfomrok 6

Fizikai felépítés Kapcsolt hálózatok (Interconnection Networks: ICN) Processzor-processzor és processzor-memória kapcsolatot biztosít Hálózatok osztályozása: Statikus hálótatok, vagy direkt hálózatok: pont-pont kapcsolatok Dinamikus hálózatok, vagy indirekt hálózatok: a hálózati kapcsolóelemek kapcsolják a processzorokat Párhuzamos programozási platfomrok 7

Statikus és dinamikus ICN Párhuzamos programozási platfomrok 8

Hálózatok mérhető jellemzői Átmérő Maximális távolság két csomópont között jobb, ha kisebb Összekapcsolódás (connectivity) A legkevesebb él, amit eltávolítva, két hálózatra esik szét a rendszer jobb, ha nagyobb Az utak multiplicitásának jellemzője Félbevágási minimális szélesség (bisection width) A legkevesebb él, amelynek eltávolításával két azonos méretű félre bontható a háló jobb, ha nagyobb Félbevágási minimális sávszélesség Az él súlya megmutatja, hogy mennyi adat haladhat át rajta A minimális kommunikációs mennyiség, amit két tetszőleges fél között biztosított jobb, ha nagyobb Költség Kapcsolatok száma kevesebb jobb Párhuzamos programozási platfomrok 9

Dinamikus hálózati jellemző Párhuzamos programozási platfomrok 10

Párhuzamos számítógép topológiák Megosztott memória Szétosztott memória

Quad Pentium - Shared Memory Multiprocessor Processor Processor Processor Processor L1 cache L1 cache L1 cache L1 cache L2 Cache L2 Cache L2 Cache L2 Cache Bus interface Bus interface Bus interface Bus interface Processor/ memory bus I/O interface Memory controller I/O bus Shared memory Memory Párhuzamos programozási platfomrok 12

Párhuzamos programozási lehetőségek Szálakkal a szálon kívül definiált változókat is Példa: Pthreads Soros programnyelv preprocesszor fordítási direktívákkal, amelyek megosztott változókat és párhuzamosságot biztosítanak Példa: OpenMP - OpenMP compiler Soros programnyelv extra nyelvi elemekkel, amelyek megosztott változókat és párhuzamosságot biztosítanak Példa UPC (Unified Parallel C) - UPC compiler. Párhuzamos programozási nyelv párhuzamosságot biztosító szintaktikával a compiler készít futatható kódot minden processzorra (kutatási terület) Párhuzamos programozási platfomrok 13

Üzenet-küldés (MPI) Teljes, önálló számítógépek összekapcsolva Üzenet Processzor Interconnection network Lokális memória Párhuzamos programozási platfomrok 14

Két dimenziós háló Kapcsolat Számítógép/ processzor Párhuzamos programozási platfomrok 15

3D-s hiperkocka 110 111 100 101 010 011 000 001 Párhuzamos programozási platfomrok 16

4D-s hiperkocka 0110 0111 1110 1111 0100 0101 1100 1101 0010 0011 1010 1011 0000 0001 1000 1001 Párhuzamos programozási platfomrok 17

Crossbar kapcsolat Memóriák Processzorok Kapcsolók Párhuzamos programozási platfomrok 18

Fa topológia Root Links Switch element Processors Párhuzamos programozási platfomrok 19

Többállapotú kapcsolt hálózatok Példa: Omega háló 2 2 switch elements (straight-through or crossover connections) 000 001 000 001 010 011 Inputs 100 101 010 011 Outputs 100 101 110 111 110 111 Párhuzamos programozási platfomrok 20

Topológiák - összefoglaló Párhuzamos programozási platfomrok 21

Topológiák - összefoglaló Párhuzamos programozási platfomrok 22