چکیده

روشهاي زیادي جهت کاهش زمان اجراي برنامه هـاي محاسباتی و شبیه سـازي هـاي کامپیوتري وجود دارد. هزینه هـاي زیادي صرف نصب سخت افزارهاي قوي می شـود؛ ولی با این وجود نمی تـواند پاسخگوي حجم بالاي فعالیتهاي علمی با کمک محاسبات کامپیوتري بسیار زیاد و وقت گیر باشد. یکی از روشهاي بهینه، ایجاد کلاستر هـاي کامپیوتري می بـاشد. در بسیاري از مراکز علمی یا تجاري از کلاسترها جهت اجراي برخی از برنامه هـا که در حالت عادي روزهاي زیادي صرف اجراي آنها می شـود، استفاده می گـردد.

در این مقاله به ایجاد واستفاده از کلاسترکامپیوتري به همراه سیستم عامل ویندوز ۲۰۰۸ سرور با قابلیت موازي و نرم افزار متلب نصب شده روي کلاستر و اجراي برنامه و انتقال داده هـا به صورت پراکنده روي چندین ماشین پرداخته شده و نشـان داده می شود که کدام برنامه هـا و الگوریتمها قابلیت اجراي موازي ندارند و کدامیک اجراي موازي موفقی دارند و باعث کاهش زمان اجرا می گـردند. همچنین اثر مواردي مانند نوع متغیر انتخاب شده، تعداد حلقه هاي تودرتو، نوع دستور حلقه، انتقال داده به متغیرها و امکان توزیع داده بطور عملی در قالب الگوریتمهایی بررسی می گـردد. بطور مختصر ارائه راهکاري جهت استفاده از امکانات موجود در افزایش توان محاسباتی مد نظر می بـاشد.

کلید واژه ها:

کلاستر، پردازش موازي، توزیع داده ها، الگوریتم موازي

۱مسئول سایت محاسبات سنگین بخش مخابرات والکترونیک دانشکده مهندسی دانشگاه شیراز ۲هیات علمی بخش مخابرات والکترونیک دانشکده مهندسی دانشگاه شیراز

۱

-۱ مقدمه

عمل” محاسبه درزمان کوتاه “به یکی از چالشهاي فعالیتهاي علمی وعملی تبدیل شده است. انجام محاسبات کامپیوتري و اخذ نتیجه درکوتاه ترین زمان ممکن زمینه اي رقابتی بین کشورها و مجامع علمی بوجود آورده است. جهت حل این مشکل، راهکارهاي زیادي در زمینه هاي سخت افزار، مانند پردازنده هاي موازي و چند هسته اي با کانالهاي ارتباطی موازي و در زمینه نرم افزار، مانند الگوریتمهاي موازي و ابزارهاي برنامه نویسی موازي و میان افزارهاي مدیریت اجراي موازي روي چند ماشین محاسبه گر مجزا و… استفاده می شود.

اولین تفکر محاسبات کلاستري مربوط به سال۱۹۶۰ می باشد، شرکت IBM با مرتبط کردن کامپیوترهاي بزرگ۱، ماشین محاسبه گري قدرتمند براي انجام محاسبات سنگین و بسیار مقرون به صرفه ایجادنمود. سیستمی۲ جهت برنامه نویسی واجراي برنامه هاي توزیع شده، بوجودآمد. اما درسال ۱۹۸۰ با پیدایش و رشد تکنولوژي در سه زمینه، پردازشگرهاي با کارایی بسیار بالا، شبکه هاي بسیار پرسرعت و نرم افزار استاندارد محاسبات سنگین، باعث شد که سیستم قبلی ناکارآمد و پرهزینه باشد. امروزه با سازماندهی مناسب کامپیوترهاي با مکانیزم چندپردازنده اي موازي و نیز میان افزارهاي مدیریت پردازش توزیع یافته، ابرپردازنده هایی بوجود آمده که با وجود قدرت بسیار بالا در پردازش محاسبات سنگین، بسیار ارزان قیمت می باشند.[۲ ]