BC/NW 2007, №1, (10) :5.5

 

РАЗДЕЛЕНИЕ ПРИОРИТЕТОВ В МНОГОЗАДАЧНОЙ ГЛОБАЛЬНО-РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ

 

П.Е Ильин., И.И Дзегеленок.

 

(Москва, Московский энергетический институт (технический университет), Россия)

 

В настоящее время одним из направлений развития информационных технологий являются распределенные вычисления, которые позволяют повысить эффективность решения ряда задач за счет обработки данных по месту их возникновения. Параллельная мультикомпьютерная сеть (ПМК-сеть) является одним из возможных способов реализации распределенных вычислений. ПМК-сеть представляет собой глобально-распределенную вычислительную среду, выполняемую на некотором множестве вычислителей, которая создает инфраструктуру для выполнения распределенных задач в многозадачном режиме [1,2].

При использовании многозадачного режима возникает необходимость обеспечить выполнение задач с различными приоритетами. Разграничение приоритетов  может быть реализовано за счет использования механизмов управления приоритетами, имеющихся во всех современных многозадачных операционных системах. Однако в ряде случаев при запуске какой-либо критически важной задачи возникает необходимость изменить приоритет уже выполняющихся задач (понизить его или вообще приостановить выполнение), а после завершения критической задачи – восстановить исходные приоритеты.

Такое изменение приоритетов может быть реализовано двумя способами. Первый – централизованное планирование на управляющем сервере ПМК-сети и отправка команд на изменение приоритета. Второй способ – использование механизма относительных приоритетов.

Алгоритм работы механизма относительных приоритетов имеет следующий вид:

При запуске задачи управляющий сервер присваивает ей уровень приоритета L и отправляет команду на запуск задачи локальному диспетчеру.

Осуществляется запуск процессов задачи, но при этом процессы находятся в остановленном состоянии.

Среди всех задач, выполняемых на каждом вычислителе, локальный диспетчер выполняет определяет  максимальный относительный приоритет L_max.

Для каждой из задач определяется величина l=L_max-L, где L – относительный приоритет данной задачи

Если l для данной задачи меньше или равна нулю, то все процессы этой задачи, которые выполняются на данном вычислителе (так называемые локальные процессы), приостанавливаются. Если же значение l положительно, то всем локальным процессам задачи присваивается уровень приоритета  l.

При завершении одной из выполняющихся задач производится проверка, есть ли еще задачи на данном вычислителе. Если задачи есть, то производится переход к пункту 2 алгоритма, в противном случае – обнуление величины L_max и ожидание запуска новых задач.

 

Очевидно, что механизм относительных приоритетов позволяет передать большую часть действий по управлению приоритетами от управляющего сервера к локальным диспетчерам вычислителей, что повышает надежность работы ПМК-сети в целом и уменьшает объем передаваемой служебной информации. Кроме этого, этот механизм позволяет учитывать различное количество уровней приоритетов в различных операционных системах, что позволяет ему функционировать и в гетерогенных средах.

Также важно отметить, что механизм относительных приоритетов может быть применен не только на уровне задач, но и на уровне параллельных процессов, порождаемых каждой задачей.

 

Литература

 

1. Дзегеленок И.И., Кузнецов А.Ю. Параллельные мультикомпьютерные сети как направление развития распределенных супер-ЭВМ// Сб. "Системы управления и силовая электроника"/ Под общ ред. В.Д.Ковалёва.-М.:ВЭИ.-2001, с.62-67

2. Дзегеленок И.И., Ильин П.Е. и др. Декомпозиционный подход к осуществлению GRID-технологий// Научно-технический журнал  «Информационная математика»– М.: Изд-во  «АСТ-Физико-математическая литература», № 1(5), 2005, с.110–119