Камерон Хьюз - Параллельное и распределенное программирование на С++

PvmDataDefault XDR

PvmDataRaw В зависи м ости от м арки ко м пьютера (без кодирования)

PvmDataInPlace Используются только указатели на данные и их размер

При успешном выполнении функция pvm_mkbuf() возвра щ ает идентификатор нового активного буфера, в противном случае — отрицательное значение. Для каждого обра щ ения к функции pvm_mkbuf() , если буфер отправки больше не будет нужен, необходи м о вызвать функцию pvm_freebuf() , которая освободит память, выделенную функцией pvm_mkbuf(). Функцию pvm_freebuf() с л едует испо л ьзовать то л ько в случае, когда сооб щ ение уже отправлено и в буфере нет никакой необходимости.

Среда PVM связывает воедино коллекцию ко м пьютеров и представляет их для програ мм ы в виде одной логической машины с нескольки м и процессора м и. При этом возникают следующие вопросы. Какой ко м пьютер в PVM-среде должен действовать как консоль? Где будут отображаться данные, выводи м ые PVM-задачей в объект coutтипа ostream?Если PVM-задача попытается принять данные с клавиатуры, то с какой и м енно клавиатуры она должна их считывать? Выходной поток stdoutдля каждо г о сыновнего процесса перехватывается и отправляется назначенной PVM-задаче в виде PVM-сооб щ ения. Каждый сыновний процесс наслелует инфор м ацию, которая определяет, какая за д ача д олжна принять д анные, записанные в поток stdout,и как эти д анные д о л жны быть и д ентифицированы. Вхо д ной поток каж д ого сыновнего процесса связан с устройство м /dev/null.Все, что записано в устройство /dev/null,теряется. Если устройство /dev/nullоткрыто д л я чтения, возвра щ ается эквивалент признака конца файла. Это означает, что ко д сыновних процессов не д олжен соз д аваться в расчете на считывание вхо д ных д анных из стан д артного потока stdin (cin)или назапись выходных д анных в стан д артный поток stdout (cout).При этом потоки stdinи stdout д ля ро д ительской задачи ве д ут себя вполне ожи д аемым образом. PVM-задачи для взаимодействия между собой должны использовать сооб щ ения. Это значит, что входные данные можно принимать из сооб щ ений, каналов, об щ ей (разделяемой) памяти, переменных среды, ар г ументов командной строки или файлов. И точно так же выходные данные можно записывать в сооб щ ения, каналы, общую память и файлы.

Поведение выходных данных, записанных в выходной поток stdoutили по м ещенных в объект cout,отличается для различных порожденных PVM-задач. Именно родительский процесс решает, что в конце концов с ними должно произойти. Ко г да выходные данные из порожденно г о потомка поме щ аются в объект coutили cerr,они перехватываются демоном pvmdи упаковываются в стандартные PVM-сообщения, которые отправляются задаче с идентификатором TaskId,заданным родителем. Родительский процесс может связать пару (TaskId, Code)с объектами coutи cerrсвое г о сыновне г о процесса. Это реализуется с помо щ ью функции pvm_setopt(), которая вызывается перед порождением потомка. Если значение TaskIdравно 0,сооб щ ения попадут велу щ ему демону pvmdи будут записаны в е г о журнал ре г истрации ошибок. Порожденный процесс может установить значение переменной TaskIdравным 0или значению, унаследованному от е г о родителя, или собственному значению идентификатора TaskId.Это означает, что именно родительский процесс управляет тем, куда будет записано содержимое объектов coutили cerr.Порожденнал PVM-задача может назначить дру г ие PVM-задачи для получения данных, поме щ енных в объекты coutили cerr.Обычно записью любых важных данных в потоки stdoutили stdinуправляет порождаю щ ая задача, а всем остальным ведает веду щ ий демон pvmd.

Библиотека PVM, отличаю щ аяся большой г ибкостью средств, по д держивает большинство моделей параллельно г о про г раммирования. К достоинствам PVM-среды относится ее способность работать с г етеро г енны м и коллекция м и ко м пьютеров, которые м огут состоять из процессоров, отличаю щ ихся характеристика м и быстродействия, размера м и и архитектурой. По м и м о аппаратной совмести м ости, библиотека PVM прекрасно работает со стандартной С++-библиотекой и систе м ной библиотекой UNIX/Linux. В результате объединения с воз м ожностя м и C++-шаблонов, средств объектно-ориентированно г о про г ра мм ирования и коллекций алгоритмов мо щ ь PVM-среды значительно возрастает. Шаблоны прекрасно вписываются в SPMD-про г ра м мирование. А для расширени я воз м ожностей PVM-среды при испо л ьзовании моде л ей MIMD (MPMD) можно успешно использовать контейнеры и алгоритмы. В г л аве 13 мы подробнее познакомимся со сред СТв +* PVM-биб л иотеки и покажем, как ее можно использовать для С++-реализации МИтегии «классной доски». Эта стратегия — один из основных способов решения 0^ блем параллельного программирования. П**°*

Одна из главных целей разработки и проектирования программного обеспечения— создать программу, которая бы отвечала требованиям пользователя и работала корректно и надежно. Пользователи требуют от ПО корректности и надежности, независимо от его конкретного назначения. Использование ненадежных программ в любой сфере — финансовой, промышленной, медицинской, научной или военной— может иметь разрушительные последствия. Зависимость людей и механизмов от ПО на всех уровнях нашего общества вынуждает его создателей сделать все возможное, чтобы их детище было надежным, робастным и отказоустойчивым. Эти требования налагают дополнительную ответственность на разработчиков и проектировщиков ПО, которые создают системы, содержащие параллелизм. Программы с параллелизмом или компоненты, которые выполняются в распределенных средах, содержат больше (по сравнению с ПО без параллелизма) программных уровней. Чем больше уровней, тем сложнее управлять таким ПО. Чем выше сложность системы, тем больше изъянов может остаться в ней невыявленными. А чем больше изъянов в ПО, тем выше вероятность того, что оно откажет, причем в самый неподходящий момент.