Лабораторная работа на тему «Определение области эффективного функционирования ПМК-сети» для ДГТУ

Цель работы

Экспериментальное нахождение области эффективного функционирования параллельной мультикомпьютерной сети (ПМК-сети) КУРС-2000 по критерию абсолютного ускорения.

Суть проводимого исследования

ПМК-сети представляют собой значительный шаг вперед в части реализации распределенных параллельных вычислений. Право на существование ПМК-сетей подтверждается тем, что ведущие фирмы мира, такие как IBM, SUN, Hewleet Packard, уже приступили к серийному производству прототипов ПМК-сетей — кластеров рабочих станций. Однако последние пока закрыты для широких приложений ввиду высокой сложности техники параллельного программирования.

Как бы то ни было, за ПМК-сетями большое будущее. Вне зависимости от того, как они реализованы, возникает правомерный вопрос об области их эффективного функционирования. Самый уязвимый момент — реализация межкомпьютерных обменов. Так мы приходим к необходимости выявления разумных соотношений между объемами вычислений и обменов. Решению данного вопроса и посвящена данная лабораторная работа.

Задание и порядок проведения работы

• Выбрать граф задачи по номеру бригады (см. рис. 6) и построить для него на бумаге потактовое описание обменов.
• Реализовать потактовое описание в виде параллельной программы, используя интерпретатор PmkLab (подготовить тексты программ для каждого вычислителя). Добиться успешного прохождения трансляции программы.
• Запустить подготовленную программу в ПМК-сети и убедиться в ее полной работоспособности, исправить ошибки в случае их обнаружения.
• Провести серии испытаний программы со следующими параметрами:
• а) с постоянным временам фазы вычислений T_{лог.такта} = 1000 мс и изменяющимся объемом передаваемых данных Vобм. ={ 100K, 300K, 1M, 3M, 10M } байт.
• б) с постоянным объемом передаваемых данных Vобм. = 1 Mбайт и изменяющимся временем логического такта T_{лог.такта} = {100, 300, 1000, 3000, 10000}мс.
• Занести полученные и вычисленные результаты в таблицы результатов:
• Здесь Т_{сум.выч.}/Т_{сум.обм} – отношение суммарного времени вычислений к суммарному времени обменов. Считается по данным монитора на основе круговых диаграмм состояний вычислителей. К_{абс. уск} – коэффициент абсолютного ускорения, считается по данным монитора исходя из фактического времени выполнения параллельной программы и известного суммарного времени всех фаз вычислений.
• По данным, занесенным в результирующие таблицы, зафиксировать те комбинации параметров при которых достигается положительный эффект (К_{абс.уск.} > 1).
• Построить зависимости К_{абс.уск.} от V_обм для первой серии и от T_{лог.такта} для второй серии на отдельных графиках.
• Построить зависимости К_{абс.уск.} от соотн. Т_{сум.выч.}/Т_{сум.обм}. для обеих серий испытаний на одном графике. Определить область эффективного функционирования ПМК-сети как значение Т_{сум.выч.}/Т_{сум.обм}, начиная с которого достигается положительный эффект.
• Этот пункт выполняется не побригадно, а всей учебной группой. Запустить программу PmkFractal на максимально большом количестве компьютеров и поочередно используя локальный и параллельный режим, а также меняя параметры построения фрактала, визуально оценить ускорение параллельной реализации по сравнению с локальной.

Замечания:

• Рекомендуется выделить 4 компьютера для организации постоянного стенда для работы. Бригады могут готовить свои программы на остальных свободных компьютерах, а стенд использовать по очереди для выполнения пунктов 3 и 4.
• Настоятельно рекомендуется сохранять записи монитора в файлах для последующего расчета К_{абс.уск.} и Т_{сум.выч.}/Т_{сум.обм} на основе этих данных, .
• Указанные значения являются приблизительными и оптимальными для выполнения работы на сети 100Mbit, точные значения необходимо уточнить у преподавателя перед началом работы.