Вычислительная математика Учебно-практическая задача Пути достижения параллелизма Моделирование и анализ параллельных вычислений Каскадная схема суммирования

Процессы и ресурсы Учебно-практическая задача

Модели функционирования параллельных программ

Модель программы в виде дискретной системы

Граф, построенный с соблюдением всех перечисленных правил, именуется в литературе как граф "процесс-ресурс". Для  примера, на рис. 5.3 приведен граф программы, в которой ресурс 1 (файл 1) выделен процессу 1, который, в свою очередь, выдал запрос на ресурс 2 (файл 2). Процесс 2 владеет ресурсом 2 и нуждается для своего продолжения в ресурсе 1.

Состояние программы, представленное в виде графа "процесс-ресурс", изменяется только в результате запросов, освобождений или приобретений ресурсов каким-либо из процессов программы.

Запрос. Если программа находится в состоянии S и процесс  не имеет невыполненных запросов, то  может запросить любое число ресурсов (в пределах ограничения 4). Тогда программа переходит в состояние T

Состояние T отличается от S только дополнительными ребрами запроса от  к затребованным ресурсам.

Приобретение. Операционная система может изменить состояние программы S на состояние T в результате операции приобретения ресурсов процессом  тогда и только тогда, когда  имеет запросы на выделение ресурсов и все такие запросы могут быть удовлетворены, т.е. если

.

Граф T идентичен S за исключением того, что все ребра запроса  для  обратны ребрам , что отражает выполненное распределение ресурсов.

Рис. 5.4. Пример переходов программы из состояния в состояние

Таким образом, среда для работы параллельной базы данных обладает двумя важными свойствами: высокой готовностью и высокой производительностью. В случае кластерной организации несколько компьютеров или узлов кластера работают с единой базой данных. В случае отказа одного из таких узлов, оставшиеся узлы могут взять на себя задания, выполнявшиеся на отказавшем узле, не останавливая общий процесс работы с базой данных. Поскольку логически в каждом узле системы имеется образ базы данных, доступ к базе данных будет обеспечиваться до тех пор, пока в системе имеется по крайней мере один исправный узел. Производительность системы легко масштабируется, т.е. добавление дополнительных процессоров, объемов оперативной и дисковой памяти, и новых узлов в системе может выполняться в любое время, когда это действительно требуется. Параллельные базы данных находят широкое применение в системах обработки транзакций в режиме on-line, системах поддержки принятия решений и часто используются при работе с критически важными для работы предприятий и организаций приложениями, которые эксплуатируются по 24 часа в сутки

Главной отличительной особенностью многопроцессорной вычислительной системы является ее производительность, т.е. количество операций, производимых системой за единицу времени. Различают пиковую и реальную производительность. Под пиковой понимают величину, равную произведению пиковой производительности одного процессора на число таких процессоров в данной машине. При этом предполагается, что все устройства компьютера работают в максимально производительном режиме.

Информатика, черчение, математика