Введение
Глава 1. Анализ моделей вычислений, вычислительных систем и способов повышения их эффективности 12
1.1. Классификация вычислительных систем 12
1.1.1. Классификация Флинна 12
1.1.2. Классификация Хокни 13
1.1.3. Классификация SMP/MPP 14
1.2. Кластеры рабочих станций 15
1.2.1. Технология построения кластерных вычислительных систем 18
1.2.2. Организация параллельных вычислений 21
1.3. Распараллеливание программ 24
1.4. Модели параллельных вычислительных процессов 25
1.4.1. Использование модели на основе теории сетей Петри 26
1.4.2. Использование логической модели параллельных программ 26
1.4.3. Использование модели конечных недетерминированных цифровых автоматов ...28
1.4.4. Использование модели марковских процессов 30
1.5. Эффективность параллельных вычислений 33
1.6. Выводы по главе 39
Глава 2, Модели параллельного вычислительного процесса ...41
2.1. Основные понятия 41
2.2. Алгоритм параллельной программы 42
2.3. Автоматная модель параллельной программы 43
2.4. Марковская модель параллельного алгоритма на основе цифрового
автомата 54
2.4.1. Применимость марковской модели для описания параллельного алгоритма 54
2.4.2. Переход от модели недетерминированного цифрового автомата к модели марковских процессов 55
2.5. Марковская модель работы параллельного алгоритма 60
2.5.1. Анализ непараллельной (основной) части программы. 61
2.5.2. Анализ параллельных ветвей 63
2.5.3. Анализ трудоемкости 64
2.6. Выводы по главе 66
Глава 3. Повышение эффективности параллельных вычислений и параллельное программирование 68
3.1. Эффективность параллельных вычислений 68
3.1.1. Методики построения моделей параллельного алгоритма 68
3.1.2. Эффективность параллельного алгоритма 71
3.1.3. Эффективная организация вычислительной системы 75
3.1.4. Повышение эффективности параллельных вычислений 78
3.2. Построение высокопроизводительной вычислительной системы на основе кластерной технологии 82
3.2.1. Программный комплекс «Распределенная вычислительная система «MathNet» 83
3.2.2. Организация доступа к кластеру 85
3.3. Технология параллельного программирования 87
3.3.1. Технология написания параллельной программы для ПК «РВС «MathNet» 90
3.3.2. Алгоритм параллельной программы для ПК «РВС «MathNet» 92
3.4. Выводы по главе 94
Глава 4. Анализ параллельных алгоритмов 96
4.1. Аналитический анализ алгоритмов 96
4.1.1. Анализ алгоритма программы вычисления интеграла методом Симпсона для MPI 96
4.1.2. Анализ алгоритма программы вычисления интеграла методом Симпсона для ПК «РВС «MathNet» 97
4.1.3. Анализ алгоритм программы умножения матриц для MPI 99
4.1.4. Анализ алгоритма программы умножения матриц для ПК «РВС «MathNet» 100
4.2. Анализ полученных результатов 102
4.2.1. Результаты тестирования программы вычисления интеграла методом Симпсона 102
4.2.2. Результаты тестирования программы умножение матриц 109
4.3. Выводы по главе 117
Заключение 118
Литература 120
Приложения 127
