MPI – როგორ გამოვიყენოთ MPI თქვენს პროგრამებში ამ უფასო გაკვეთილებით

გამჟღავნება: თქვენი მხარდაჭერა ხელს უწყობს საიტის მუშაობას! ჩვენ ვიღებთ რეფერალის გადასახადს ზოგიერთი სერვისის შესახებ, რომელსაც გირჩევთ ამ გვერდზე.


MPI, ან Message Passing Interface, წარმოადგენს შეტყობინებების გავლის სტანდარტიზებულ სისტემას, რომელიც შეიქმნა 90-იანი წლების დასაწყისში ინჟინრებისა და კომპიუტერული მეცნიერების აკადემიკოსების ფართო კოალიციის მიერ. იგი უზრუნველყოფს სტანდარტულ პროტოკოლს სხვადასხვა კომპიუტერული პროგრამების ან კომპიუტერული სისტემების ერთმანეთთან ურთიერთობისთვის, შეტყობინებების გადაცემით წინ და უკან, ობიექტზე ორიენტირებული პროგრამირების (OOP) თანდაყოლილი ცნებების საფუძველზე..

MPI წარმოადგენს შეტყობინებების დომინანტურ სტანდარტს პარალელურად გამოთვლილ გარემოში. MPI- ს გასაგებად, სასარგებლოა გაგება:

  • ზოგადად გაგზავნის შეტყობინება
  • პარალელური გამოთვლა

გაგზავნის გაგზავნა

წერილის გაგზავნა პროგრამის ქცევის ან პროგრამის განხორციელების საშუალებაა. იგი განსხვავდება პროგრამის დარეკვის უფრო ჩვეულებრივი მეთოდით, შეტყობინებების გადაცემა ემყარება ობიექტის მოდელს, რომელიც განასხვავებს ზოგად ფუნქციურ საჭიროებას სპეციფიკური განხორციელებისგან. პროგრამა, რომელსაც ფუნქციონალური ფუნქცია სჭირდება, უწოდებს ობიექტს, ხოლო ის ობიექტი ასრულებს პროგრამას.

ამ ტექნიკის უპირველესი სარგებელი უკავშირდება ენდოსკოპიის OOP კონცეფციას. ლოგიკის დადგენა, თუ რომელი სპეციფიკური განხორციელება უნდა გამოიყენოს ობიექტს, ვიდრე გამოძახებულ პროგრამას, წარმოადგენს თვისების მრავალ განსხვავებულ ასპექტს ერთ ობიექტად..

მაგალითად: კომპიუტერულ სისტემას შეიძლება ჰქონდეს Print Manager– ის ობიექტი და რამდენიმე ინდივიდუალური პრინტერი. თითოეულ პროგრამას, რომელსაც შეიძლება ჰქონდეს პრინტერის გამოყენება, არ სჭირდება თითოეული პრინტერის საკუთარი შესრულება, ასევე კომპლექსური ლოგიკის განსაზღვრა, თუ რომელი პრინტერი გამოიყენოს რა ვითარებაში. ნებისმიერ პროგრამას, რომელსაც რაღაცის დაბეჭდვა სჭირდება, შეგიძლიათ უბრალოდ გაგზავნოთ წერილის გაგზავნა ბეჭდვის მენეჯერთან, რომელიც იღებს შეტყობინებას და შემდეგ დამატებით უგზავნის შეტყობინებას კონკრეტულ პრინტერზე..

თანამედროვე კომპიუტერები იყენებენ ინტერსისტემური გზავნილის ამ ფორმას, რომელიც ითვალისწინებს გამოთვლების (თითქმის) ყველა ასპექტს. რამდენიმე მაგალითი იმისა, თუ როგორ ახდენს ეს გავლენას კომპიუტერის ყოველდღიურ გამოცდილებაზე:

  • თქვენ თითქმის ერთსა და იმავე ინტერფეისს (UI) ხედავთ, ფაილის გახსნის ან შენახვის დროს, მიუხედავად აპლიკაციისგან, რომელზეც შესულ ფაილს იყენებთ – ეს იმიტომ ხდება, რომ ყველა სხვადასხვა პროგრამა გადის ფაილების წვდომის შეტყობინებებს იმავე ფაილ მენეჯერთან
  • როდესაც დაამატებთ აპარატურის ახალ ნაწილს (სკანერი, მაუსი და ა.შ.), ყველა პროგრამას, რომელსაც შეუძლია გამოიყენოს, დაუყოვნებლივ აქვს წვდომა მასზე – თქვენ’უნდა დაამატოთ აპარატის დრაივერები თითოეულ ინდივიდუალურ პროგრამაზე, რომელიც შეიძლება გამოიყენოს იგი, თითოეულ პროგრამას შეუძლია დამოუკიდებლად გადასცეს შეტყობინებები დამოუკიდებელ კონტროლერს

ეს არის შეტყობინებების გადაცემის მაღალი დონის მაგალითები. MPI მუშაობს უფრო დაბალ დონეზე, რაც საშუალებას აძლევს შეტყობინებას პარალელურ გარემოში მრავალფეროვან სისტემებს შორის.

პარალელური გამოთვლა

პარალელური გაანგარიშება არის კომპიუტერული პარადიგმა, სადაც დავალებები (გამოთვლები, პროცესები და ა.შ.) იყოფა მცირე დავალებებად, რომელთა შესრულება შესაძლებელია პარალელურად (ამავე დროს), ვიდრე სერიულად (ერთმანეთის მიყოლებით)..

საერთოდ, კომპიუტერის დამუშავების ბირთვს შეუძლია მხოლოდ ერთი რამ გააკეთოს ერთდროულად, ერთი გაანგარიშება. სიტყვასიტყვით, მას შეუძლია მხოლოდ ერთი bit მონაცემების გადატანა ერთდროულად. თანამედროვე CPU– ები ისე სწრაფად მოქმედებენ, რომ ამ ერთჯერადი ერთჯერადი მეთოდით შესრულების შედარებით მაღალი დონის მიღწევაა შესაძლებელი, მაგრამ ის მაინც გადის სერიალში ყველა წვრილ გამოანგარიშებას – ერთი მეორეს მიყოლებით. არსებობს შეზღუდვა, თუ რამდენად სწრაფად შეიძლება ამ გზით წასვლა – პრაქტიკული ზღვარი, რომელიც დღეს დაფუძნებულია’ტექნოლოგია და ფიზიკურის კანონებზე დაფუძნებული აბსოლუტური თეორიული ზღვარი.

კომპიუტერული სისტემის სიჩქარის გაზრდის მიზნით გამოიგონეს პარალელური დამუშავება და პარალელურად გამოთვლა. ეს იშლება სერიულად გამოთვლილი დავალებების შესრულებით და საშუალებას აძლევს მათ დასრულდეს პარალელურად – ამავე დროს – ცალკეული პროცესორების საშუალებით.

MPI – გაგზავნა პარალელურ გამოთვლაში

იმისთვის, რომ პარალელურად გამოთვლა მუშაობდეს, სხვადასხვა კომპიუტერს უნდა შეეძლოს ერთმანეთთან კომუნიკაცია – შეტყობინებების გადაცემა წინ და უკან. MPI – გაგზავნის გზავნილის ინტერფეისი – შეიქმნა ამ კომუნიკაციის გასაადვილებლად.

MPI წარმოადგენს ენაზე დამოუკიდებელ პროტოკოლს, რომელიც უზრუნველყოფს API (განაცხადის პროგრამირების ინტერფეისს) პროცესორებსა და სხვა აპარატურულ საშუალებებს (რეალურ ან ვირტუალურ), რომელთა წვდომა შესაძლებელია სხვა სისტემების საშუალებით. MPI უნდა განხორციელდეს ტექნიკის მიმწოდებლის მიერ, ხოლო ნებისმიერ აპარატურას, რომელსაც აქვს MPI განხორციელება, შესაძლებელია წვდომა დაკავშირებულ სისტემებთან MPI ოქმის საშუალებით..

MPI უზრუნველყოფს კომუნიკაციის ორ რეჟიმს:

  • წერტილიდან წერტილამდე – ერთი სისტემა, რომელიც ახდენს შეტყობინებების პირდაპირ მეორეს
  • კოლექტიური, ან სამაუწყებლო – ერთი სისტემა, რომელიც ჯგუფს გადასცემს შეტყობინებებს

ონლაინ MPI რესურსები

MPI გაკვეთილები

ეს გაცნობითი გაკვეთილები დაგეხმარებათ გაეცნოთ MPI– ს გამოყენებას პარალელურად გაანგარიშებისთვის.

  • MPI Tutorial by Wes Kendall – ეს არის ძალიან დეტალური გაცნობა MPI– სთვის, ერთ – ერთი საუკეთესო ონლაინ რეჟიმში.
  • სახელმძღვანელო MPI- ს შესახებ: შეტყობინებების გავლის ინტერფეისი – უილიამ გროპის კიდევ ერთი საკმაოდ საფუძველი, არგონის ეროვნული ლაბორატორიის მათემატიკისა და კომპიუტერული მეცნიერების განყოფილებიდან..
    • უილიამ გროპმა ასევე მოამზადა ეს PDF პრეზენტაცია MPI– ზე, რომელიც მეტწილად იმავე მასალას მოიცავს.
  • გაცნობა შეტყობინებების გავლის ინტერფეისის (MPI) გამოყენებით C – ენის სპეციფიკურ MPI გაკვეთილზე.
  • MPI Tutorial by ბლეზი ბარნი – ლოურენს ლივერპორის ეროვნული ლაბორატორიიდან

განხორციელება

MPI არის სტანდარტული და არა კონკრეტული ტექნოლოგია. იგი ეყრდნობა სხვადასხვა გამყიდველების განხორციელებას. ეს არის რამდენიმე უფრო ხშირად გამოყენებული MPI განხორციელება (არსებობს კიდევ ბევრი).

  • MPICH
  • გახსენით MPI
  • Microsoft MPI
  • OpenMP

საზოგადოება და მსჯელობა

MPI– ს დაწყების ერთ – ერთი საუკეთესო გზა და პრობლემების გადასაჭრელად ერთხელ’რეაგირება და გაშვება, ესაუბრება ექსპერტებს და სხვა MPI პროგრამისტებს.

  • MPI Newsgroup ფორუმი Google ჯგუფებზე – Usenet საინფორმაციო ჯგუფი, რომელიც ეძღვნება MPI- ს შესახებ დისკუსიებს
  • MPI ფორუმის საფოსტო გზავნილის სიები – მრავალი სხვადასხვა საფოსტო სია სიიდან ოფიციალური MPI ფორუმისგან
  • ღია MPI საფოსტო საფოსტო სია – საფოსტო MPI ღია MPI განხორციელებისთვის.
  • MPI ფორუმის შეხვედრები – ინფორმაცია იმის შესახებ, თუ როდის MPI ფორუმი იკრიბება.
  • გახსენით პარლამენტის ფორუმი
  • MPI at StackOverflow – MPI კითხვები და პასუხები.

ვიდეოებს

MPI არის ლექციების და პროფესიონალური განვითარების მოლაპარაკებების ხშირი თემა, ამიტომ უამრავი ვიდეოა, რომლებიც იკვლევს MPI- ს სხვადასხვა ასპექტებს..

  • პარალელური პროგრამირების შესავალი – შეტყობინებების გავლის ინტერფეისი (MPI)
  • შესავალი MPI პროგრამირების შესახებ
  • მაღალი ხარისხის კომპიუტერი – MPI– ს შემოღება
  • რა არის MPI

  • გახსენით MPI არხი YouTube- ზე – MPI- სთან დაკავშირებული უამრავი შესანიშნავი ვიდეო აქ.

ცნობა

რამდენიმე მთავარ MPI- სთან დაკავშირებული მინიშნება გვერდი, რათა სანიშნე და ისევ და ისევ დაბრუნდეთ.

  • MPI: გაგზავნის ინტერფეისის სტანდარტი – ეს არის შეტყობინებების გავლის ინტერფეისის ფორუმის 1994 წლის ორიგინალური ტექნიკური ანგარიში.
  • MPI დოკუმენტები – არსებული MPI სტანდარტი, ისევე როგორც სტანდარტების დოკუმენტის ყველა წინა ვერსია.
  • ღია MPI დოკუმენტაცია – ამ მასალის ზოგიერთი ნაწილი სპეციფიკურია ღია MPI განხორციელებისთვის, მაგრამ მათი უმეტესობა MPI სტანდარტის ზოგადია..

წიგნები MPI- ს შესახებ

იმის გამო, რომ MPI ოდნავ მოწინავეა, რეალურად დეტალური ინფორმაციის უმეტესობა უფრო ადვილია იპოვოთ ბეჭდურ წიგნებში, ვიდრე ონლაინ გაკვეთილებზე. აქ მოცემულია რამდენიმე საუკეთესო სამეურვეო და საცნობარო წიგნი MPI- ზე.

  • დასაწყისი MPI (შესავალი C) – ავტორი ვეს კენდალი, რომელმაც ასევე დაწერა ჩვენი # 1 რეკომენდირებული სახელმძღვანელო MPI– ს შესახებ.
  • პარალელური დაპროგრამება MPI– ით – კიდევ ერთი კარგი შესავალი ტექსტი.
  • MPI– ს გამოყენება – მე -2 გამოცემა: პორტატული პარალელური დაპროგრამება შეტყობინებების გავლის საშუალებით (სამეცნიერო და საინჟინრო გამოთვლა) – ასევე გარკვეულწილად შესავალი, მაგრამ აქცენტი MPI– ს გამოყენებას მეცნიერებასა და მათემატიკის ანალიზში..
  • პარალელური დაპროგრამება C– ში MPI და OpenMP– ით – პროგრამირების სახელმძღვანელო კონკრეტული ენისა და MPI განხორციელებისთვის
  • MPI: სრული მითითება – მნიშვნელოვანი MPI სამაგიდო მინიშნება სერიოზული პარალელური პროგრამისტებისთვის.

ხშირად დასმული კითხვები

რა არის MPI?

MPI არის შეტყობინებების გავლის ინტერფეისი. ეს არის საკომუნიკაციო პროტოკოლი, რომელიც კომპიუტერულ სისტემებს საშუალებას აძლევს ერთმანეთთან ისაუბრონ პარალელურად გამოთვლილ გარემოში.

რომელიც იყენებს MPI- ს?

MPI იყენებს თითქმის ყველას, ვინც წერს პროგრამებს, რომელიც ისარგებლებს პარალელური ან კლასტერული გამოთვლითი სისტემით.

ვინ მართავს MPI სტანდარტს?

MPI სტანდარტი ქვეყნდება ინჟინერებისა და კომპიუტერულ მეცნიერებათა აკადემიის ღია და მუდმივად განვითარებადი ჯგუფის „შეტყობინებების გავლის ინტერფეისის ფორუმის“ მიერ..

MPI უნდა ვისწავლო?

ეს დამოკიდებულია იმაზე, თუ რა სახის სამუშაო საქმიანობას აკეთებთ და რა მიზნები გაქვთ.

თუ პირველ რიგში ვწერთ ვებ პროგრამებს მაღალი დონის სკრიპტირების ენებზე, როგორებიცაა Ruby, Python, ან PHP (და, პირველ რიგში, ამის გაკეთება გსურთ), მაშინ MPI არ არის მნიშვნელოვანი სტანდარტი, რომ ისწავლოს.

თუ გსურთ უფრო მეტად ჩაერთოთ ფუნდამენტური სისტემების განვითარებაში, განსაკუთრებით კლასტერული ან პარალელურად გამოთვლილ გარემოში (მაგალითად, cloud computing, სუპერ კომპიუტერები, ან დიდი მონაცემები), MPI მნიშვნელოვანია ის, რომ იცოდეთ.

Jeffrey Wilson Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
follow me
    Like this post? Please share to your friends:
    Adblock
    detector
    map