Co je paralelní virtuální počítač?

Paralelní virtuální stroj je softwarová aplikace, která umožňuje více nezávislým počítačům, které jsou geograficky rozloženy, aby se navzájem propojily jako síť a propůjčily své výpočetní výkon systému a paměť jedné aplikaci.

Posun výrobních nákladů a popularita domácího počítače vedly ke zvýšení dostupnosti velmi výkonných počítačů na spotřebitelském trhu. Tyto stroje jsou ve svých standardních softwarových aplikacích nedostatečně využívány, takže nechávají velké množství výpočetního výkonu volné. Software paralelních virtuálních strojů umožňuje sdružování a přístup k těmto prostředkům při řešení velkých, složitých vědeckých, lékařských nebo průmyslových problémů.

Paralelní virtuální stroj byl poprvé vytvořen v roce 1989 v Oak Ridge National Labs společností Al Geist. Na základě této práce byl projekt rozšířen na univerzitě v Tennessee v březnu 1991 a od té doby neustále roste.

Paralelní systém virtuálního stroje má dvě části, aplikaci, která sedí na jednotlivých strojích a knihovnu rutin rozhraní. Softwarová aplikace se nazývá démon paralelního virtuálního stroje, pvmd3 nebo pmvd. Tento malý program sedí pasivně, dokud není vyžadováno spuštění aplikace paralelního virtuálního stroje. Pokud chce uživatel spustit tento typ programu, musí nejprve spustit paralelní virtuální stroj. To jim umožňuje přístup k softwaru na jakémkoli jiném hostiteli.

Knihovna rutinních paralelních virtuálních strojů obsahuje veškerý úplný seznam všech kódů nezbytných pro koordinaci různých úloh prováděných na samostatných hostitelích. V této knihovně jsou zahrnuty standardní rutiny pro předávání zpráv, koordinaci úkolů a jakékoli změny na samotném virtuálním stroji.

Základním konceptem paralelního virtuálního stroje je to, že každá aplikace má několik úkolů, které lze spustit nezávisle. Tento typ logiky je velmi běžný, jsou složité vědecké výpočty. Existují dva modely používané v paralelních virtuálních strojích; funkční a datové paralely.

Funkční paralely rozdělují aplikaci do jasně definovaných nezávislých úkolů. Tyto úkoly jsou prováděny na samostatných hostitelských počítačích. Paralelní virtuální stroj se používá ke koordinaci na základě funkcí, jako je vstup, řešení, výstup a zobrazení.

Populárnější metodou je paralelnost dat nebo vícenásobná data jednoho programu (SPMD). V této metodě jsou všechny úkoly stejné, ale každý hostitel řeší malou část větší skládačky. Prostředí paralelního virtuálního stroje podporuje obě metody, což je důležité, protože může být nejefektivnější smíchat tyto dvě metody v závislosti na požadovaných výpočtech.

C, C ++ a Fortran jsou počítačové programovací jazyky používané v paralelním virtuálním stroji. Tyto jazyky byly vybrány, protože většina aplikací používaných v tomto prostředí byla vytvořena v těchto jazycích. Zdrojový kód pro paralelní software virtuálního stroje je široce dostupný na internetu a lze k němu přistupovat prostřednictvím ftp, www, xnetlib nebo automatického e-mailu.