Программная система ПараЛаб для изучения и исследования методов параллельных вычислений

12.3.3. Задание характеристик сети

Время передачи данных между процессорами определяет коммуникационную составляющую ( communication overhead ) длительности выполнения параллельного алгоритма в многопроцессорной вычислительной системе. Основной набор параметров, описывающих время передачи данных, состоит из следующего ряда величин:

• латентность (t_н) — время начальной подготовки, которое характеризует длительность подготовки сообщения для передачи, поиска маршрута в сети и т.п.;
• пропускная способность сети (R) – определяется как максимальный объем данных, который может быть передан за некоторую единицу времени по одному каналу передачи данных. Данная характеристика измеряется, например, количеством переданных бит в секунду.

К числу реализованных в системе ПараЛаб методов передачи данных относятся два следующих широко известных способа коммуникации (см. [ [ 51 ] ]). Первый из них ориентирован на передачу сообщений (МПС) как неделимых (атомарных) блоков информации ( store-and-forward routing или SFR ). При таком подходе процессор, содержащий исходное сообщение, готовит весь объем данных для передачи, определяет транзитный процессор, через который данные могут быть доставлены целевому процессору, и запускает операцию пересылки данных. Процессор, которому направлено сообщение, в первую очередь осуществляет прием полностью всех пересылаемых данных и только затем приступает к пересылке принятого сообщения далее по маршруту. Время пересылки данных T для метода передачи сообщения размером m по маршруту длиной l определяется выражением:

T=(tн+(m/R))xl.

Второй способ коммуникации основывается на представлении пересылаемых сообщений в виде блоков информации меньшего размера ( пакетов ), в результате чего передача данных может быть сведена к передаче пакетов (МПП). При таком методе коммуникации ( cut- through routing или CTR ) транзитный процессор может осуществлять пересылку данных по дальнейшему маршруту непосредственно сразу после приема очередного пакета, не дожидаясь завершения приема данных всего сообщения. Количество передаваемых при этом пакетов равно

Сравнивая полученные выражения, можно заметить, что в случае, когда длина маршрута больше единицы, метод передачи пакетов приводит к более быстрой пересылке данных; кроме того, данный подход снижает потребность в памяти для хранения пересылаемых данных для организации приема-передачи сообщений, а для передачи пакетов могут использоваться одновременно разные коммуникационные каналы.

Правила использования системы ПараЛаб

1. Определение характеристик коммуникационной среды. Для определения характеристик сети выполните команду Характеристики сети пункта меню Система. В открывшемся диалоговом окне (рис. 12.5) при помощи бегунков можно задать время начальной подготовки данных ( латентность ) в микросекундах и пропускную способность каналов сети (Мбит/с). Для подтверждения выбора нажмите кнопку ОК. Для возврата в основное меню системы ПараЛаб без изменения этих параметров нажмите кнопку Отмена.

Рис. 12.5. Диалоговое окно для задания характеристик сети

2. Определение метода передачи данных. Для определения метода передачи данных, который будет использоваться при проведении вычислительного эксперимента и при построении временных характеристик, необходимо выполнить команду Метод передачи данных пункта меню Система. В открывшемся диалоговом окне (рис. 12.6) следует щелкнуть левой клавишей мыши в области радиокнопки, которая соответствует желаемому методу передачи данных. Если выбран метод передачи пакетов, при помощи бегунков возможно задать длину пакета и длину заголовка пакета в байтах. Для подтверждения выбора метода передачи данных и его параметров нажмите кнопку ОК.

Рис. 12.6. Диалоговое окно для задания метода передачи данных

3. Завершение работы системы. Для завершения работы системы ПараЛаб следует выполнить команду Завершить (пункт меню Архив ).