Теория и практика параллельных вычислений
Общая характеристика среды выполнения MPI-программ
Для проведения параллельных вычислений в вычислительной системе должна быть установлена среда выполнения MPI-программ, которая бы обеспечивала разработку, компиляцию, компоновку и выполнение параллельных программ. Для выполнения первой части перечисленных действий – разработки, компиляции, компоновки – как правило, достаточно обычных средств разработки программ (таких, например, как Microsoft Visual Studio), необходимо лишь наличие той или иной библиотеки MPI. Для выполнения же параллельных программ от среды выполнения требуется ряд дополнительных возможностей, среди которых наличие средств указания используемых процессоров, операций удаленного запуска программ и т. п. Крайне желательно также наличие в среде выполнения средств профилирования, трассировки и отладки параллельных программ.
Здесь, к сожалению, стандартизация заканчивается1). Существует несколько различных сред выполнения MPI-программ. В большинстве случаев эти среды создаются совместно с разработкой тех или иных вариантов MPI-библиотек. Обычно выбор реализации MPI-библиотеки, установка среды выполнения и подготовка инструкций по использованию осуществляются администратором вычислительной системы. Как правило, информационные ресурсы сети Интернет, на которых располагаются свободно используемые реализации MPI, и промышленные версии MPI содержат исчерпывающую информацию о процедурах установки MPI, и выполнение всех необходимых действий не составляет большого труда.
Запуск MPI-программы также зависит от среды выполнения, но в большинстве случаев данное действие выполняется при помощи команды mpirun2). В числе возможных параметров этой команды:
- режим выполнения – локальный или многопроцессорный; локальный режим обычно указывается при помощи ключа -localonly, при выполнении параллельной программы в локальном режиме все процессы программы располагаются на компьютере, с которого был произведен запуск программы. Такой способ выполнения чрезвычайно полезен для начальной проверки работоспособности и отладки параллельной программы, часть такой работы может быть выполнена даже на отдельном компьютере вне рамок многопроцессорной вычислительной системы;
- количество процессов, которые необходимо создать при запуске параллельной программы;
- состав используемых процессоров, определяемый тем или иным конфигурационным файлом;
- исполняемый файл параллельной программы;
- командная строка с параметрами для выполняемой программы.
Существует и значительное количество других параметров, но они обычно используются при разработке достаточно сложных параллельных программ – их описание может быть получено в справочной информации по соответствующей среде выполнения MPI-программ.
При запуске программы на нескольких компьютерах исполняемый файл программы должен быть скопирован на все эти компьютеры или же должен находиться на общем доступном для всех компьютеров ресурсе.
Дополнительная информация по средам выполнения параллельных программ на кластерных системах может быть получена, например, в [[70], [71]].
