«Оптимизация кластерной системы на базе pvm компьютерной лаборатории физического факультета» (стр. 6 из 9)

Графическая консоль XPVM.

Поначалу этого нагрузочного тестирования сети в работе использовалась графическая консоль (XPVM). Данная консоль содержит все те же самые наборы атрибутов и функций, что и обычна консоль PVM, только они представлены в графическом виде, в качестве кнопок и графиков.

Окно графической консоли разделено на две части. В верхней части сосредоточены кнопки управления кластером, а также наглядно представлена конфигурация кластерной системы в виде хостов. Когда они бездействуют, светятся белым, когда считают, зеленым. Нижняя часть она разделана на две взаимосвязанных части. Левая часть содержит номера TID запущенных задач, а правая иллюстрирует их поведение: пустая белая полоса задача запущена, зеленая - считается, красная – передает информацию, черные линии, отходящие от плоской задачи, свидельствуют об обмене информацией с другими задачами.

Данная графическая консоль достаточно хорошо иллюстрирует работу PVM. Значительным недостатком ее является то, что при большой связности задачи XPVM не эффективно использовать в виду того, что она каждое событие сохраняет в своей памяти и затем иллюстрирует на экране, с большой задержкой в силу, отсутствия возможности более быстрого способа иллюстрации, а также в виду того что при больших посылках по сети, она начинает использовать все больше и больше ресурсов компьютерной памяти (физической и виртуальной), когда они заканчивается на главном узле кластера, то локальные задачи теряют связь с главной задачей, они зависают в памяти узлов кластера, и все расчеты соответственно останавливаются. Ввиду этого негативного воздействия, данная графическая консоль более не использовалась, т.к. она очень затратная по компьютерным ресурсам.

Иллюстрация графической консоли XPVM. (рис.4)

2.4.1 Тест имитационной модели метода Монте-Карло.

Имитационная модель метода Монте-Карло, широко применяющегося при решении задач математической физики. В качестве модельной задачи взяли последовательный алгоритм для нахождения числа Пи: случайным образом генерируем два числа из отрезка [0,1] — это координаты точки, проверяется, попадает ли эта точка в соответствующий сектор единичной окружности, если да — к счетчику прибавляется единица. Число Пи ищется как значение счетчика после проверки всех точек, умноженное на четыре и деленное на общее количество точек в опыте. Погрешность нахождения Пи уменьшается с ростом количества точек в опыте.

Данный алгоритм полностью подвергается распараллеливанию из-за того, что область данных можно разбить на не пересекающиеся отрезки, в него были добавлены те же изменения, что и в предыдущую программу нагрузочного тестирования сети. В опыте изменяется сразу две величины: первое - увеличивается количество точек, задействованных в эксперименте, с 10⁶ до 10¹⁰ и второе - увеличивается количество расчетных процессов в кластере с 9 до 90.

Для оценки новой конфигурации кластера использовались два значения выводимые программой:

1) Среднее процессорное время кластера (Е).

Кол-во процессов	Общее количество точек на кластер	Среднее Проц-Время кластера Старое, E1	Среднее Проц-Время кластера Новое, Е2	E1-E2
9	1000000	0,068295269	0,068040326	0,00
18	1000000	0,068048359	0,070339206	0,00
27	1000000	0,069430465	0,071388097	0,00
36	1000000	0,071551692	0,073252535	0,00
45	1000000	0,073866028	0,074620868	0,00
54	1000000	0,075496824	0,075872485	0,00
63	1000000	0,077019329	0,077618713	0,00
72	1000000	0,07928147	0,078803145	0,00
81	1000000	0,079825395	0,080585617	0,00
90	1000000	0,081010961	0,081267964	0,00
9	10000000	0,661045693	0,647701333	0,01
18	10000000	0,675413639	0,673377255	0,00
27	10000000	0,67726336	0,656369116	0,02
36	10000000	0,69438044	0,645981136	0,05
45	10000000	0,702692726	0,671263983	0,03
54	10000000	0,704552913	0,680988712	0,02
63	10000000	0,721303162	0,674876851	0,05
72	10000000	0,72625546	0,683088815	0,04
81	10000000	0,733851275	0,685225308	0,05
90	10000000	0,737615887	0,687342186	0,05
9	100000000	6,139807484	5,950953849	0,19
18	100000000	6,181287627	6,03603047	0,15
27	100000000	6,212874967	5,999045691	0,21
45	100000000	6,216053396	6,067578798	0,15
63	100000000	6,134568011	6,073195363	0,06
Кол-во процессов	Общее количество точек на кластер	Среднее Проц-Время кластера Старое, E1	Среднее Проц-Время кластера Новое, Е2	E1-E2
72	100000000	6,17565295	6,053301312	0,12
81	100000000	6,214479306	6,058565829	0,16
90	100000000	6,230372889	6,07777647	0,15
9	1000000000	62,19087335	59,38107455	2,81
18	1000000000	62,29993233	59,23171841	3,07
27	1000000000	63,43304354	59,28884506	4,14
36	1000000000	62,11486847	59,19742158	2,92
45	1000000000	64,15349547	59,19926148	4,95
54	1000000000	63,90943245	59,21409718	4,70
63	1000000000	61,92625735	59,39892504	2,53
72	1000000000	63,87289228	59,29861706	4,57
81	1000000000	63,78063174	59,28395371	4,50
90	1000000000	61,7612	59,28268173	2,48
9	10000000000	611,8024851	592,4171916	19,39
18	10000000000	625,3053222	592,4245721	32,88
27	10000000000	639,5959873	595,1258813	44,47
36	10000000000	637,4668521	591,0551191	46,41
45	10000000000	641,7515958	595,0374052	46,71
54	10000000000	639,0328503	594,7466575	44,29
63	10000000000	641,5984646	595,4592241	46,14
72	10000000000	640,4067908	594,5784957	45,83
81	10000000000	647,1050188	595,1500482	51,95
90	10000000000	649,7285772	595,5870165	54,14

Из данной таблицы видно, что среднее процессорное время старой конфигурации кластера (Е1) больше, чем новой (E2), при любом числе запущенных процессов. Это проиллюстрировано на диаграммах (рис.5). Следует также отметить тот факт, что при количестве точек большем 1 миллиарда, число запущенных процессов практически не влияет на время счета задачи на кластерной системе, т.е. сколько бы мы процессов счета не запустили, время счета всей кластерной системы останется практически неизменным, а если увеличить число точек (увеличилось в 10 раз), то время счета увеличится во столько раз, во сколько увеличилось число точек (с 59 до 590), об этом свидетельствуют последние две диаграммы (рис.5), такой явной, прямой зависимости при тестировании предыдущей конфигурации не наблюдалось.