چند کامپیوتری ها

صفحه 1:
چند کامپیوتری ها تعریف 7 مجموعه ای از گره های متصل به هم که حافظه اشتراکی ك8 ندارند. - كره کوچکترین عنصر چندکامپیوتری است و آن شامل ‎CPU‏ ‏حافظه و کارت رابط شبکه می باشد. - یک گره می تواند شامل چند پردازنده باشد. 7 سیستم چندکامپیوتری بعنوان سیستم خوشه بندی نیز شناخته می شود. 

صفحه 2:
- ننک ‎ee 2۵ ۶ 0‏ ‎Ln‏ ‏0 0 توپولوژی های اتصال گره ها (۸) سولیچ تکی ‎double torus (d)‏ ‎(b)‏ حلقه (6) مکعب (۵) گرید () یر مکعبی 

صفحه 3:
- راهگزینی بسته ای با ذخیره سازی و انتقال به جلو * طرح راهگزینی (b) 8 packet fa) packet Entire ۳ ۳0 8 Entire ats 5 2نامع لل ل بلك بلك 3 للى ‎Dy‏ ۷ io Ag Entire packet 6 ‎Age 5‏ بللك- لك بل لا ‎“(rAd‏ ‎Coe‏ و ‎al‏ 2 4< 2 ‎Aq‏ 0و 5 ‎athe‏ ‎z 5‏ ‎bp Tod‏ ‎at‏ ‏2 ‏3 8 افزار چندکا isp ane 

صفحه 4:
سخت افزار چند کامپیوتری Node 1 Node 2 Main RAM Main RAM ‏باه‎ ‎os {| SE A Switch Main RAI Main RAM | AN Optional ۱ on- board 1 CPU Interface Interface board Node'4: 

صفحه 5:
نرم افزار ارتباطی در سطح پایین * اگر چند پروسس روی یک اجرا شوند - دسترسی به شبکه جهت ارسال بسته ها نیاز است. * نگاشت کارت شبکه به تمامی پروسس های که به آنها نیاز است. *؟ اگر کرنل نیاز به دسترسی شبکه داشته باشد. * فقو کارت :شبکه:نباز اقنت: - یکی برای فضای کاربر و دیگری برای کرنل 

صفحه 6:
نرم افزار ارتباطی در سطح پایین Receive Node 1 Bend rns, Node 2 Main kaM [TO Main RAM Switch 4 ۲ a os RAM Bit map Interface board © مياهنگی لظ0 اصلی با 6۳ برد شیکد 

صفحه 7:
نرم افزار ارتباطی در سطح کاربر )@ فراخوانی ارسال بلوک نمودن ‎ender rning HS ocd |‏ ۲ ۱ ۱ حداقل سرویس را "ببس ‎“Message being‏ فراهم تس اله 6 - فرمان هاى ارسال و دريافت نمودن سنكرون مى ‘ender released | ( 0) فراخوانى ارسال بدون بلوك نمودن 

صفحه 8:
فراخوانی از راه دور روال Client CPU Server CPU 3 Client Server, stub stub Client satier (2 4 Operating system ۲ 4 Operating system % * شکل بالا مراحل فراخوانی از را دور یک روال را نشان می دهد. - 5113 هابا ينكخاكسترىشخصشده لند Network 

صفحه 9:
‎tlt‏ از راه ور روالن ‏ملاحضات بياده سازى * اشاره كره ها را نمى توان عبور داده ‏- فراخوانی با مرجع باید به 0005-۳6506 تبدیل می گردد. * زبان های که روی تایپ پارامترها ضعیف عمل می کنند. ‎Client-stub |, bs zl lu! -‏ نمی تواند مشخص کند. هميشه نوع پارامترها را نمی توان مشخص نمود. ‏متغییرهای سرتاسری نمی توانیم استفاده کنیم ‏- ممکن است به ماشین راه دور انتقال یابند. 

صفحه 10:
10 حافظه ی اشتراکی توزیم شده(]۲(51۷) Machine 1 Machine 2 laesiestion) _|appcaon| ‏عمط موه‎ sytem ‘system Operating Operating ‘stem System Hardware ‏و‎ ‎‘Shared memery 0 Machine 1 Machine 2 |Apptcation| _|Aplcaton Runtime ‏عمط‎ ‏ره ره‎ Operating Operating ‘System ‘System ‏و‎ Haroware ‘Shared memary Machine 1 Machine 2 lapptcation] _|Aplcaton ‏ممه‎ 0 ‏ره رد‎ Operating Operating ‘ster ‘sistem ‎Harvare‏ مهو ‎Shared memary ‎3 ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 

صفحه 11:
حافظه ی اشتراکی توزیع شده(]1(51۷) أ1 ‎een (EE) OSS) SOR) we‏ رس ۳۹ اه | له 0 ‎opus opuz opus‏ ویو ‎ ‎ ‎OAS) OEE) AGS) jes ‎crue cpus cruz crus ‎OAS} OES) AS) jee ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎cpus ۳ cpus‏ وه ‎ ‎ ‎ ‎ ‎0 11 ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 

صفحه 12:
حافظه ی اشتراکی توزیع شده(]1(51۷) Aand B are unrelated cPU2 Pet shared variables that just happen to be on the same page Network By Code using variable B CPU 1 مس pA 8 Code using variable A * یکی از مشکلات ]151 اشتراک نادرست(5871۳0 156ع۳) است. 12 Shared ‏ل‎ ‎page در این حالت یک ‎gee SIGH owt‏ در گزه بظور عناوم ردو بلال.می رده 

صفحه 13:
13 

صفحه 14:
14 

صفحه 15:
a 9 4 ۵ i G a \'m free tonight ¥ (y f 3 ay 3 ا 1 I'm bored| ‏لم‎ (b) سسی برای اجرا نداشته بشد. از گره ها تقاشای دریافت ‎egy‏ می کند ال پروسس مکمل یکدیگر هستند و در جهت تعادل بر محاسباتی در سیستم های چند کامبیوتری عمل می 15 

صفحه 16:
سیستم های خوشه بندی * سیستم های خوشه بندی از خانواده سیستم های چند کامپیوتری می باشد * سیستم خوشه بندی از اتصال یک مجموعه کامپیوتر به هم تشکیل می شود و آن بعنوان یک منبع محاسباتی واحد عمل می نماید. ؟ هدف از استفاده از سیستم های خوشه بندی کارایی و دسترسی بالا می باشد. 16 

صفحه 17:
17 ویژگیهای خوشه بندی مقیاس پذیری مطلق - میستم های خوشه بندی را می توانیم با هر تعداد کامپیوتر ایجاد کنیم و محدودیتی روی تعداد گره های آن وجود ندارد مقیاس,پذیری افرایشی. > سیستم را می توانیم با اذ فسترسی: الا 7 تحمل خرابی سیستم بالا است. به عبارتی خرابی یک یا چند گره باعث خرابی کل سیستم نمی شود. کارایی بالا و هزینه پا يش كره ها به تدريج توسعه د - کارایی و قیمت نسیت یه سیستم های مشایه همانند سوپرکامپیوترها بسیار مناسب است. 

صفحه 18:
دسته بندی خوشه ها ساده ترین دسته بندی برمبنای وجود یا عدم وجود حافظه ی اشتراکی دیسک می باشد. * شکل(۸) یک خوشه با دو گره را بدون حافظه ی اشتراکی نشان می دهد. * شکل(0) یک خوشه با دو گره همراه حافظه اشتراکی (31 را نشان می دهد. (a) Standy server with no shared disk (by Shared disk 18 

صفحه 19:
روش های خوشه بندی : ویژگی ها و Taunton High cost because the secondary server is unavailable for other processing tasks. Increased complexity. 19 محدود یتها ‎Description Benefits‏ ‎A secondary server Easy to implement.‏ Reduced cost because secondary servers can beused for processing. takes over in case of primary server failure. ‘The secondary server is also used for processing tasks. Clustering Method Passive Standby ‘Active Secondary 

صفحه 20:
20 روش High network and server overhead due to copying operations. ‘Usually requires disk mirroring or RAID technology to compensate forrisk of disk failure, Requires lock manager software. ‘Usually used with diskmirroring or RAID technology. های خوشه بندی : ویژگی ها و محدودیتها High availability. Reduced network and server overhead due to elimination of copying operations. Low network and server@yerhead. Reduced risk of downtime caused by disk failure Separate servers have their own disks. Data is continuously copied from primary to secondary server. Servers are cabled to the same disks, but each server owns its disks. If one server fails, its disks are taken over by the other server. Multiple servers simultaneously share access to disks. Separate Servers Servers Connected to Disks ‘Servers Share Disks 

صفحه 21:
سپستم قامل خوشه دق رت 7 مدیریت خرابی: دسترسی بالای سیستم و تحمل خرابی - تعادل بار: تقسیم عادلانه بار محاسباتی روی کامپیوترهای خوشه. موقعی که کامپیوتر جدید به خوشه اضافه می شود ان به طور اتوماتیک در زمانبندی محاسبات شرکت داده می شود. - محاسبات موازی: شناسایی قسمت های موازی و سری یک برنامه کاربردی جهت اجرا 21 

صفحه 22:
22 معماری سیستم خوشه بندی اس ‘Parallel Applications “Sequential Applications 1 Parallel Programming Environment High Speed Networly/Switeh Figure 16.14 Cluster Computer Architecture [BUYY99a] 

صفحه 23:
23 معماری سیستم خوشه بندی * کامپیوترهای مستقل با ‎ee bce, LAN‏ به هم متصیل می شوند: * هر کامپیوتر می تواند به طور مستقل کار کند. * لايه میان افزار(1۷]10011618316) نرم افزاری است که روی هر کامپیوتر جهت فعال نمودن عملیات خوشه بندی تعیب مین ‎Se‏ - ایجاد تصویری از یک سیستم یکپارچه 7 دسترسی بالا و تعادل بار 

صفحه 24:
سرویس ها و توابع لایه میان افزار * یک نقطه ورودی: یک کاربر می تواند سیستم را فعال کند. " یک‌سیستم فایل * یک نقطه کنترل: یک گره کنترل پیش فرض برای مدیریت * یک شبکه مجازی: هر گره می تواند به هر نقطه خوشه دسترسی داشته باشد * يك فضای حافظه: استفاده از مدیریت ]1251۷ جهت مه بویت حافظه [ اکن و بسک 

صفحه 25:
سرویس ها و توابع لايه ميان افزار * يك سيستم مديريت كارها * یک رابط کاربر * یک فضای 1/0 * یک فضای حالت برای پروسس ها ؟ مهاجرت پروسس ها جهت تعادل بار 

صفحه 26:
26 مقایسه ی خوشه بندی و چندیردازنده ای چندپردازندهای براحتی قابلیت مدیریت و پیکربندی هستند. چندپردازنده ای فضای کمتر و انرژی کمتر مصرف BS ‏فى‎ خوشه بندی براحتی قابل ‎gps‏ اسيك دسترسی و قابلیت تحمل خرابی خوشه بندی بالا است. 

صفحه 27:
27 مثال های از خوشه بندی مثال ۱: 0 درضد کد برنامه ایموازی است که ی تولند زوی 9 کامپیوتر در یک خوشه به طور موازی اجرا شود. مابقی کد برنامه ی فوق باید به صورت ترتیبی روی یک کامپیوتر اجرا گردد. هر پردازنده خوشه دارای ‎X MIPS cs‏ می باشد. MIPS (Million Instruction Per Second) للف) یک رابطه برای سرعت موثر برای اجرای این برنامه روی سیستم خوشه بندی برحسب پارامترهای ,۰0 و 5 بدست آورید ب)اگر 19216 و ۷1۳5 524 باشد. مقدار ۵ را پرای آنکه کارایی سیستم خوفتهبندی:1۷11۳9:۶۰ شود:را بدست آوزید. 

صفحه 28:
مثال های از خوشه بندی حل مثال ۱: x ‏ص جه ح مم5 11لا‎ we (1 -«) ب) با جایگذاری مقادیر داده شده در رابطه ی (الف) داریم 4 4۹ (1-00) +4 1 0.96 =« 40 = 28 

صفحه 29:
29 مثال های از خوشه بندی لان ‎Gi iP pe‏ نوق & ‎lel EEN aS‏ فبودر ربال اجرانی لین بزنامة ‎GING ay pak‏ باق اجرایببرنامه لفق به‌تظور همزمان روی ‎٩‏ کا تر صرف می شود و مابقی زمان مربوط به اجرای سری آن روی یک کامپیوتر است. الف) افزایش سرعت اجرای این برنامه روی سیستم خوشه بندی را نسبت به اجرای آن روی یک کامپیوتر را بدست آورید. ب)در صد موازی ‏ این برنامه را بدست آورید ج) اگر تعداد کامپیوترهای سیستم خوشه بندی را ار ‎٩‏ به ۱۸ افزایش دهیم. افزایش سرعت را نسبت به کامپیوتر تکی بدست آورید. 

صفحه 30:
30 مثال های از خوشه بندی حل مثال ۲: الف) داریم: ‎Toctuster = Ty + Ts = 0.25T + 0.75T‏ Tsingle = 9 X Ty + Ts = 9 X 0.25T + 0.75T = 3T Tsingte _ 3T =~ =3 Toctuster T Speedup = 020.75 ‏ب)‎ ‎2 ‎Tiectuster = 0.75T + = x 0.25T =0.875T Tsingte, _ _ 37 Toctuster 0.875T Speedup = = 3.428 

صفحه 31:
31 مثال های از خوشه بندی مثال ۳: قطعه برنامه ۶ خوشه بندی با ۳۲ کا ی یک کامپیوتر و به طور موازی روی یک سیستم امن گودد: L1: for(I=1; I<=1024; I++) { es SUM[I]=0; L3: for(=1; J<=LJ++) LA: SUMII]=SUMILII+1; L5: } // end of for I دستورات 2 و 4 در دوسیکل ماشین اجرا می شوند و از بالاسری کنترل حلقه ‎td LS g LAU Sister‏ کنر 

صفحه 32:
32 مثال های از خوشه بندی ادامه مثال ۳: للف) زمان اجرایی کل این قطعه برنامه را روی یک کامپیوتر پبرحسب تعداد سیکل های ماشین بدست آورید. ب) اگر حلقه ی 1 را برای اجرای موازی روی ۳۲ کامپیوتر سیستم خوشه بندی به ‎TUNES‏ براق کامپیوتر 11۳۰۰۱ برای کامپیوشر مسسسی ۹۹۳96 برای کامپیوتر ۳۲ تقسیم بندی کنیم. زمان اجرایی ن را برحسب تعداد سیکل های ماشین بدست آورید. افزایش سرعت نسبت به کامپیوتر تکی چقدر خواهد شد. ج) در روش تقسیم بندی حلقه (للف) بار محاسباتی روی کامپیوتر ها متعادل نمی باشد. روشی دهد که تعائل بار رژق: کافرتر نها رایت.شود: ی این حالت زمان اجرایی و افزایش سرعت را بدست آورید ۳ 

صفحه 33:
33 حل مثال ۳: الف) مثال های از خوشه بندی Tsingle=211 + 219 = 219 219 Sa = 24 = 16 Speedup = 21 219 Speedup = ae 2° =132 

صفحه 34:
مثال های از خوشه بندی مثال ۶: یک قطعه کد روی یک سیستم تک پردازنده ای ۸با زمان 1 ثانیه اجرا می شود. لین قطعه گذ ار دق قسمت‌سرازیو‌سربان تکیل فله ابیت قعمت عوازین, انم قطعه کد می تواند روی یک سیستم خوشه بندی چهار پردازنده ای با چهار پردازنده نوع ۸ با چهار برابر سرعت اجرا شود. چند درصد قطعه کد وق باید موازی باشد. تا موقعی که کل قطعه کد فوق را روی سیستم چهار پردازنده ای با چهار پردازنده نوع ۸ اجرا کنیم. افزلیش سرعت دو برابری نسبت به سیستم تک پردازنده ای ۸ داشته باشیم. 

صفحه 35:
مثال های از خوشه بندی حل مثال 4: Tsingle Speedup = =2 4Cluster Tsingle = 2 X Tactuster T= 2GT+(1-a)T) 1=0.5 xx +2(1 -00( 2 7 35