Практическая работа №3 Кластерные системы Цели работы : Изучение кластерных систем и их построение

Практическая работа № 3
Кластерные системы
Цели работы: Изучение кластерных систем и их построение.
Теоретическая часть
Кластеры стали применяться в сфере высокопроизводительных вычислений сравнительно недавно. До конца 80-х практически все суперкомпьютеры представляли собой большой массив соединенных между собой процессоров. Подобные разработки чаще всего были уникальными и имели огромную стоимость не только приобретения, но и поддержки. Поэтому в 90-х годах все более широкое распространение стали получать кластерные системы, которые в качестве основы используют недорогие однотипные вычислительные узлы. Основными достоинствами кластерного подхода являются именно дешевизна и легкая расширяемость. Цены на системы кластерного типа стремительно падают, а некоторые модели уже сейчас доступны для одиночных исследователей. К недостаткам же можно отнести сложность создания и отладки эффективных параллельных программ для систем с разделенной памятью. Однако в последнее время развиваются инструменты, облегчающие написание параллельных программ, что способствует все большему распространению кластеров. Как уже было сказано выше, кластеры представляют собой системы с разделенной памятью, поэтому типичное параллельное приложение представляет собой совокупность нескольких процессов, исполняемых на разных вычислительных узлах и взаимодействующих по сети. В принципе, разработчик может полностью взять на себя программирование распределенного приложения и самостоятельно реализовать общение по сети на основе сокетов, например.
Однако в настоящее время существует довольно большое число технологий, упрощающих создание параллельных приложений для кластеров: MPI , PVM , HPF и другие. Эти технологии существуют уже достаточно продолжительное время, за которое они доказали свою состоятельность и легли в основу огромного числа параллельных приложений. Кластеры стали фактическим стандартом в области высокопроизводительных вычислений, и можно с большой долей уверенности сказать, что этот подход будет актуален всегда: сколь бы совершенен не был один компьютер, кластер из узлов такого типа справится с любой задачей гораздо быстрее.