Разработка алгоритмов и программных средств обеспечения надежности параллельных вычислений на комплексах

• Автор: Лобанов, Владислав Петрович
• Шифр специальности: 05.13.13, 05.13.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 243 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
АННОТАЦИЯ .
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ ОРГАНИЗАЦИИ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ

ВЫЧИСЛЕНИЙ НА КОМПЛЕКСАХ.

1.1. Вычислительные структуры, ориентированные на эффективную реализацию параллельных вычислений.

1.2. Многомашинные и многопроцессорные комплексы из серийных ЭВМ.

1.3. Языки и системы параллельного программирования

1.4. Основные меха1шзш управления выполнением параллельных программ на комплексах .

1.5. Заключение .

ГЛАВА 2. ОБЩАЯ МОДЕЛЬ УПРАВЛЕНИЯ ВЫПОЛНЕНИЕМ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ

ПРОГРАММ НА КОМПЛЕКСАХ В УСЛОВИЯХ ОТКАЗОВ И
СБОЕВ АППАРАТУРЫ.
2.1. Особенности управления выполнением параллельных программ в условиях отказов и сбоев аппаратуры.
2.2. Функции управления выполнением параллельных программ в случае отказов и сбоев аппаратуры комплекса.
2.3. Общая модель управления выполнением параллельных программ на вычислительных когшлексах в условиях отказов, сбоев и восстановлений аппаратуры.
2.4. Организация подпрограмм модулей и повторного
запуска параллельной программы
2.5. Заключение
ГЛАВА 3. АЛГОРИТШ И СТРУКТУРА ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ ОБЕСПЕЧЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ ВЫПОЛНЕНИЯ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ПРОГРАММ
НА КОМПЛЕКСАХ.
3.1. Общая структура программных средств восстановления параллельных вычислений.
3.2. Информационные структуры средств обеспечения надежности выполнения параллельных
программ
3.3. Процедура контроля правильности функционирования комплекса
3.4. Процедура сохранения состояния параллельной программы.
3.5. Процедура реконфигурации.
3.6. Процедура перераспределения параллельных вычислений.
3.7. Вспомогательные процедуры программных средств восстановления.
3.8. Заключение.
ГЛАВА 4. ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА ОБЕСПЕЧЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ ВЫПОЛНЕНИЯ ПАРАЛЛЕЛЫШХ ПРОГРАММ НА КОМПЛЕКСАХ ЕС ЭВМ
4.1. Общая структура программного обеспечения управления выполнением параллельных программ на комплексах ЕС ЭВМ в условиях отказов, сбоев
и восстановлений аппаратуры.
4.2. Оценка эффективности применения разработанных средств обеспечения надежности выполнения параллельных программ на комплексах
4.3. Заключение
ВЫВДШ.
ЛИТЕРАТУРА


Все ЭВМ указанных серий имеют достаточно широкий спектр аппаратных средств комплексирования и их программной поддержки. Например, модели СМ ЭВМ могут объединяться в комплекс на уровне дуплексных регистров, каналов межпроцессорной связи и каналов прямого доотупа [ ], а модели ЕС ЭВМ на уровнях: процессоров, ОП, каналов и внешней памяти (ВП) []. При ком-плексировании на уровнях процессоров, каналов и ВП создаются многомашинные комплексы практически произвольной конфигурации. С целью расширения возможностей комплексирования ЭВМ, т. Далее более подробно остановимся на различных способах и средствах комплексирования ЕС ЭВМ [ , ] . Комплексирование на уровне процессоров производится с использованием средств прямого управления (СПУ), к которым относятся ШИНН прямого управления,линии синхронизации и специальные команда. Один из процессоров может связываться с другим процессором при помощи команд СПУ и механизма внешних прерываний. По этим командам из одного процессора передается один байт информации, прерывающий работу другого процессора. Такая организация комплексирования эффективна только в тех случаях, когда объем информации небольшой. Поэтому на уровне процессоров в основном осуществляется обмен управляющей информацией. Комплексирование на уровне общего поля ОП организуется по принципу построения многомашинной многовходовой памяти с использованием пульта реконфигурации, средств операционной системы (ОС) и СПУ. На этом уровне осуществляется быстрый параллельный доступ процессоров к программной и числовой информации в общем поле ОП, реализуемый с участием СПУ. Это наиболее гибкий и быстрый способ связи процессоров. При комплексировании на уровне каналов используются адаптер канал-канал (АКК), который имеет два выхода на стандартный интерфейс ввода-вывода и подключается к селекторным (или мультиплексным) каналам двух моделей ВС ЭВМ, и средства ОС. Передача информации через АКК ведется со скоростью работы более медленного канала, если они разнотипные. Режим работы АКК в канале - монопольный. При помощи АКК осуществляется быстрая синхронизированная передача не только управляющей информации, но и программной и числовой информации из ОП одной ЭВМ в ОП другой ЭВМ. При комплексировании на уровне ВП на магнитных дисках и лентах используются двухканальные переключатели устройств управления внешними устройствами и средства ОС. Они позволяют подключать устройства управления накопителями на магнитных дисках и лентах к двум каналам различных ЭВМ, в результате чего образуется общее поле памяти на управляемых ими накопителях. При помощи двухканального переключателя осуществляется одновременный и разнесенный во времени доступ процессоров к большим объемам программной и числовой информации в общем поле Ш. По сравнению с передачей информации через АКК скорость обмена в данном случае ниже. Из серийно выпускаемых комплексов ВС ЭВМ, использующих указанные средства комплексирования, наибольший интерес для нас представляет двухмашинный комплекс ВК-2Р ввиду того, что он создавался прежде всего для обеспечения надежности вычислительного процесса, т. Кроме того, именно для этого комплекса создана и внедрена АВС-система параллельного программирования [ ] , применительно к которой разрабатываются в диссертации методы и средства обеспечения надежности выполнения ПП. ВК-2Р комплексируется на уровнях процессоров, каналов и БП. Причем возможно подключение резервных АКК и накопителей на магнитных дисках и лентах. Непрерывность работы при реализации последовательных программ обеспечивается функционированием в режиме нагруженного резервирования. При этом в случае отказа одной из машин, другая продолжает вычисления. Данные могут храниться на основных и резервных устройствах ВП, что исключает их потерю при отказе одного из накопителей на магнитных дисках и лентах. Использование режима нагруженного резервирования, резервных устройств комплексирования и ЕЛ позволяет повысить надежность вычислений на ВК, однако при этом не полностью используются вычислительные возможности комплекса (второй процессор дублирует работу первого).