Процессы и ресурсы Учебно-практическая задача

Заказать  курсовую Заказать курсовую, контрольную, диплом

Продажа косметики

Женская одежда

 

Занимайтесь онлайн 
        с опытными репетиторами

Занимайтесь онлайн
с опытными репетиторами

Приглашаем к сотрудничеству преподователей

Приглашаем к сотрудничеству преподователей

Готовые шпаргалки, шпоры

Готовые шпаргалки, шпоры

Отчет по практике

Отчет по практике

Сервис для выполнения любых видов студенческих работ

Сервис для выполнения любых видов студенческих работ

Студенческий файлообменник Студенческий файлообменник

Закажите реферат

Закажите реферат

Биржа студенческих   работ. Контрольные, курсовые, рефераты.

Средства безопасности
Windows Server
Многопроцессорные
вычислительные системы
Вычислительная математика
Учебно-практическая задача
Итегралы вычисление
площади и обьема
Теория электрических цепей
Машиностроительное черчение
Оформление чертежей
Пpавила изобpажения пpедметов
Способы преобразования чертежа
 Нанесение размеров
Аксонометрические проекции
Резьбы, резьбовые изделия
Разъемные соединения
зубчатые передачи
Шероховатость поверхности
Эскизы
Сборочный чертеж
Деталирование чертежей
Вспомогательная сетка
Обозначение материалов
Масштаб
Уклон и конусность
Правила нанесения размеров
Шрифты чертежные
Геометрические построения
Метод проекций
Многогранники
Решение метрических задач
Решение задач по физике примеры
Оформление сборочного
чертежа спецификация
Начертательная геометрия
Комплексный чертеж
Законы проекционной связи
Кривая линия общего вида
Поверхность вращения
Построить сечение пирамиды
Метод концентрических сфер
Частный случай теоремы Г.Монжа
Метод центрального проецирования
Замена плоскостей проекций
Метод совмещения плоскостей
Персональный компьютер
Система ввода/вывода
и системные файлы
Первоначальная загрузка
Дисковые структуры
Общий объем дискового пространства
Сохранение данных
Адаптер клавиатуры

Технические характеристики

Вычислительные системы

 

Основой для построения моделей функционирования программ, реализующих параллельные методы решения задач, является понятие процесса как конструктивной единицы построения параллельной программы. Описание программы в виде набора процессов, выполняемых параллельно на разных процессорах или на одном процессоре в режиме разделения времени, позволяет сконцентрироваться на рассмотрении проблем организации взаимодействия процессов, определить моменты и способы обеспечения синхронизации и взаимоисключения процессов, изучить условия возникновения или доказать отсутствие тупиков в ходе выполнения программ (ситуаций, в которых все или часть процессов не могут быть продолжены при любых вариантах продолжения вычислений). Понятие ресурса обычно используется для обозначения любых объектов вычислительной системы, которые могут быть использованы процессом для своего выполнения. В качестве ресурса может рассматриваться процесс, память, программы, данные и т.п. Понятие процесса может быть использовано в качестве основного конструктивного элемента для построения параллельных программ в виде совокупности взаимодействующих процессов. Приведенные варианты взаиморасположения траекторий процессов определяются не требованиями необходимых функциональных взаимодействий процессов, а являются лишь следствием технической реализации одновременной работы нескольких процессов. Выделенные особенности одновременного выполнения нескольких процессов могут быть сформулированы в виде ряда принципиальных положений, которые должны учитываться при разработке параллельных программ Одной из причин зависимости результатов выполнения программ от порядка чередования команд может быть разделение одних и тех же данных между одновременно исполняемыми процессами (например, как это осуществляется в выше рассмотренном примере). ресурс используется процессами строго последовательно (по очереди) и, как результат, при разном темпе развития процессов общая скорость выполнения программы будет определяться наиболее медленным процессом Возможная попытка в восстановлении взаимоисключения может состоять в установке значений управляющих переменных перед циклом проверки занятости ресурса. В алгоритме Деккера предлагается объединение предложений вариантов 1 и 4 решения проблемы взаимоисключения. Под семафором S обычно понимается переменная особого типа, значение которой может опрашиваться и изменяться только при помощи специальных операций P(S) и V(S), реализуемых в соответствии со следующими алгоритмами В самом общем виде тупик может быть определен как ситуация, в которой один или несколько процессов ожидают какого-либо события, которое никогда не произойдет Состояние программы может быть представлено в виде ориентированного графа (V,E) со следующей интерпретацией и условиями Граф, построенный с соблюдением всех перечисленных правил, именуется в литературе как граф "процесс-ресурс". При рассмотрении переходов программы из состояния в состояние важно отметить, что поведение процессов является недетерминированным – при соблюдении приведенных выше ограничений выполнение любой операции любого процесса возможно в любое время. Определение состояния программы и операций перехода между состояниями позволяет сформировать модель параллельной программы следующего вида. Другим возможным способом моделирования состояний и функционирования параллельной программы является использование математических моделей и методов исследования дискретных систем, разработанных в рамках теории сетей Петри Сеть Петри может функционировать (изменять свое состояние), переходя от разметки к разметке В рамках теории сетей Петри разработаны методы, позволяющие для произвольной сети определить, является ли сеть ограниченной или живой, проверить достижимость любого перехода или разметки сети. Как результат, данные методы позволяют определить наличие тупиков в сети.

Учебно-практическая задача

Дифференциальные уравнения в частных производных  представляют собой широко применяемый математический аппарат при разработке моделей в самых разных областях науки и техники. К сожалению, явное решение этих уравнений в аналитическом виде оказывается возможным только в частных простых случаях, и, как результат, возможность анализа математических моделей, построенных на основе дифференциальных уравнений, обеспечивается при помощи приближенных численных методов решения. Одним из наиболее распространенных подходов численного решения дифференциальных уравнений является метод конечных разностей (метод сеток) Последовательные методы решения задачи Дирихле Многопроцессорные системы подобного типа обычно именуются симметричными мультипроцессорами (symmetric multiprocessors, SMP). Проблема синхронизации параллельных вычислений Наличие общих данных обеспечивает возможность взаимодействия потоков. В этом плане, разделяемые переменные могут рассматриваться как общие ресурсы потоков и, как результат, их использование должно выполняться с соблюдением правил взаимоисключения (изменение каким-либо потоком значений общих переменных должно приводить к блокировке доступа к модифицируемым данным для всех остальных потоков). Организация параллельных вычислений для систем с общей памятью Как показывают выполненные рассуждения, путь для достижения эффективности параллельных вычислений лежит в уменьшении необходимых моментов синхронизации параллельных участков программы. Подобное поведение параллельных участков программы обычно именуется состязанием потоков (race condition) и отражает важный принцип параллельного программирования – временная динамика выполнения параллельных потоков не должна учитываться при разработке параллельных алгоритмов и программ. Проблема взаимоблокировки Возможный и широко применяемый в практике расчетов способ состоит в разделении места хранения результатов вычислений на предыдущей и текущей итерациях метода сеток. Иной возможный подход для устранения взаимозависимости параллельных потоков состоит в применении схемы чередования обработки четных и нечетных строк (red/black row alternation scheme), когда выполнение итерации метода сеток подразделяется на два последовательных этапа, на первом из которых обрабатываются строки только с четными номерами, а затем на втором этапе - строки с нечетными номерами Получаемая в результате вычислительная схема получила наименование волны или фронта вычислений, а алгоритмы, получаемые на ее основе, - методами волновой обработки данных (wavefront or hyperplane methods) Подобный прием укрупнения последовательных участков вычислений для снижения затрат на синхронизацию именуется фрагментированием (chunking). Следует обратить внимание на еще один момент при анализе эффективности разработанного параллельного алгоритма. Фронт волны вычислений плохо соответствует правилам использования кэша - быстродействующей дополнительной памяти компьютера, используемой для хранения копии наиболее часто используемых областей оперативной памяти. Блочный подход к методу волновой обработки данных существенным образом меняет состояние дел – обработку узлов можно организовать построчно, доступ к данным осуществляется последовательно по элементам памяти, перемещенные в кэш значения используются многократно. Балансировка вычислительной нагрузки процессоров Многие проблемы параллельного программирования (состязание вычислений, тупики, сериализация) являются общими для систем с общей и распределенной памятью. Момент, который отличает параллельные вычисления с распределенной памятью, состоит в том, что взаимодействие параллельных участков программы на разных процессорах может быть обеспечено только при помощи передачи сообщений (message passing). Первая проблема, которую приходится решать при организации параллельных вычислений на системах с распределенной памяти, обычно состоит в выборе способа разделения обрабатываемых данных между вычислительными серверами. Схема передачи граничных строк между соседними процессорами Процедура обмена граничных строк между соседними процессорами может быть разделена на две последовательные операции, во время первой из которых каждый процессор передает свою нижнюю граничную строку следующему процессору и принимает такую же строку от предыдущего процессора Реализация подобной объединенной функции Sendrecv обычно осуществляется таким образом, чтобы обеспечить и корректную работу на крайних процессорах, когда не нужно выполнять одну из операций передачи или приема, и организацию чередования процедур передачи на процессорах для ухода от тупиковых ситуаций и возможности параллельного выполнения всех необходимых пересылок данных. Для завершения круга вопросов, связанных с параллельной реализацией метода сеток на системах с распределенной памятью, осталось рассмотреть способы вычисления общей для всех процессоров погрешности вычислений. В завершение рассмотрим возможность организации параллельных вычислений, при которых обеспечивалось бы нахождение таких же решений задачи Дирихле, что и при использовании исходного последовательного метода Гаусса-Зейделя. Ленточная схема разделения данных может быть естественным образом обобщена на блочный способ представления сетки области расчетов Возможный интересный способ улучшения ситуации состоит в организации множественной волны вычислений, в соответствии с которой процессоры после отработки волны текущей итерации расчетов могут приступить к выполнению волны следующей итерации метода сеток. Время выполнения коммуникационных операций значительно превышает длительность вычислительных команд. Оценка трудоемкости операций приема-передачи может быть осуществлена с использованием двух основных характеристик сети передачи: латентности (latency), определяющей время подготовки данных к передаче по сети, и пропускной способности сети (bandwidth)

Тройные интегралы в сферических координатах Замена переменных в тройных интегралах Информатика, черчение, математика