Программное обеспечение вычислительных систем

 

 

Программное обеспечение вычислительных систем также разделяется на системное и прикладное. Мы рассмотрим пример операционной системы, пакета для обмена информацией между мультикомпьютерами, языка программирования, а также системы реализации территориально рассредоточенных вычислений.

Для кластеров уже несколько лет назад появился компонент Cluster Server операционной системы Microsoft Windows NT/2000 Enterprise. Этот компонент используется для управления кластером, а также для диагностики сбоев, происходящих в кластере и восстановления работоспособности.

Зачастую программное обеспечение является мультиплотформенным, т.е. подходит и для MPP-систем и для кластеров и относится к классу переносимых.

Основной механизм обмена информацией между приложениями внутри вычислительной системы – обмен сообщениями. Это справедливо и для обмена информацией между компьютерами в мультикомпьютерах. Для этого еще совсем недавно применялся пакет PVM (Parallel Virtual Machineпараллельная виртуальная машина). Сейчас применяется пакет MPI (Message-Passing Interfaceинтерфейс передачи сообщений) [6].

В основе MPI лежат четыре концепции: коммуникаторы, типы передаваемых данных, коммуникационные операции и виртуальные топологии.

К вышедшей позднее версии MPI-2 была добавлена поддержка динамических процессов, удаленного доступа к памяти, неблокирующего коллективного взаимодействия, масштабируемого ввода-вывода, обработки в режиме реального времени [6].

К языкам программирования мультикомпьютеров относится система Orca, в основе которого лежит язык Modula-2. Orca поддерживает объекты и позволяет создавать новые процессы. Объект в Orca – это абстрактный тип данных, аналогичный объекту в Java или пакету в Ada.

Orca поддерживает репликацию, миграцию и состоятельность объектов. Каждый объект может быть единственным или реплицированным. Если объект единственный, то он находится только на одной машине и все запросу перенаправляются на нее. Реплицированный объект имеется на всех машинах, на которых запущен процесс, использующий этот объект. Это упрощает чтение, но усложняет обновление [6].

Для построения территориально рассредоточенного мультикомпьютера, так называемого глобального мультикомпьютера с общей памятью на прикладном уровне, имеется система Globe. В системе Globe объект может находиться одновременно в адресном пространстве множества процессов, выполняющихся, возможно, даже на разных континентах.

ПРИМЕЧАНИЕ

Среди крупномасштабных распределенных вычислительных систем следует отметить Globus и Legion.

Амбициозная цель системы Globe – достичь такого масштаба, когда число пользователей превысит один миллиард человек, а количество объектов сравняется с триллионом. Поэтому ключевыми задачами в такой постановке являются задачи размещения объектов (возможно, мобильных), управления ими, а также расширение системы. Globe решает эти задачи, поддерживая лишь общую структуру, в которой каждый объект может иметь собственные стратегии репликации и защиты. Это позволяет избежать многих проблем других систем, для программирования остается только механизм использования общей памяти [6].


Лекция добавлена 28.02.2013 в 00:49:24