Использование ПВМ. Параллельная виртуальная машина, PVM

В этом разделе описывается, как установить программный пакет ПВМ, как сконфигурировать простую виртуальную машину и как скомпилировать и выполнить программы примеров, поддерживаемые ПВМ. В первой части раздела описываются непосредственно использование ПВМ и наиболее часто встречающиеся ошибки и трудности в процессе установки и эксплуатации. В следующем разделе описываются некоторые из расширенных опций, позволяющие читателю настроить среду ПВМ по своему усмотрению.

Как получить программное обеспечение ПВМ

Последняя версия исходных текстов ПВМ и документация всегда доступны посредством netlib. netlib - это сервисная служба по распространению программного обеспечения, установленная в сети Internet, в которой содержится большой набор программного обеспечения для компьютеров. Программное обеспечение может быть получено от netlib с помощью ftp, www, xnetlib или e-mail клиентов.

Файлы ПВМ могут быть загружены из анонимного ftp-сервера netlib2.cs.utk.edu. Загляните в каталог pvm3. Файл index содержит описание файлов и подкаталогов в этом каталоге.

Используя браузеры, файлы ПВМ можно забрать по адресу
http://www.netlib.org/pvm3/index_html.

xnetlib - это интерфейс для оболочки X-Window, который позволяет пользователям просматривать содержимое службы netlib или искать с ее помощью доступное наработанное программное обеспечение и автоматически пересылать избранное на пользовательский компьютер. Для получения самой xnetlib отправьте электронное письмо по адресу netlib@ornl.gov с просьбой выслать xnetlib.shar с сервера xnetlib или анонимного ftp-сервера cs.utk.edu/pub/xnetlib.

Запрос на программное обеспечение ПВМ также можно отправить по электронной почте. Для его получения пошлите электронное письмо по адресу netlib@ornl.gov с сообщением send index from pvm3. Автоматический обработчик почты возвратит список доступных файлов с инструкциями. Преимуществом такого способа является доступность получения программного обеспечения каждым желающим, имеющим доступ к электронной почте в сети Internet.

Установка ПВМ для ее использования

Одними из причин популярности ПВМ являются простота установки и использования. Для инсталляции ПВМ не требуется специальных привилегий. Каждый, у кого есть достоверный логин в системе хоста может это сделать. В дополнение к этому, только одному из лиц в организации требуется проинсталлировать ПВМ для всеобщего использования в пределах данной организации.

ПВМ использует две переменных окружения - когда запускается и выполняется. Следовательно, каждый пользователь ПВМ должен установить эти две переменные для использования ПВМ. Первая переменная - PVM_ROOT - нужна для определения местонахождения инсталлированного каталога pvm3. Вторая переменная - PVM_ARCH - сообщает ПВМ тип архитектуры данного хоста и, тем самым, что исполняемому коду "забрать" из каталога PVM_ROOT.

Наиболее простым способом установки этих двух переменных является их определение в соответствующем файле .cshrc. Предполагается, что Вы пользуетесь csh. Пример определения PVM_ROOT:

Исходные тексты ПВМ поставляются совместно с другим содержимым каталогов и файлами сборки для большинства архитектур из тех, которые могут иметься у Вас. Процесс сборки для каждого из поддерживаемых типов архитектур происходит автоматически - путем логина на хосте, обращения к каталогу PVM_ROOT и вводом make. Файл сборки будет автоматически определять, на какой архитектуре он начал выполняться, создавать соответствующие подкаталоги и "строить" pvm, pvmd3, libpvm3, libfpvm3.a, pvmgs, libgpvm3.a. Он поместит все эти файлы в $PVM_ROOT/lib/PVM_ARCH, за исключением pvmgs, который переносится в $PVM_ROOT /bin/PVM_ARCH.

Запуск ПВМ

Прежде чем перейти к компиляции и выполнению параллельных программ, Вы должны убедиться в том, что можете запустить ПВМ и сконфигурировать виртуальную машину. На любом из хостов, на которых инсталлирована ПВМ, Вы можете ввести:

Также Вы можете удалить хосты (исключая тот, за которым Вы находитесь) из своей виртуальной машины, введя:

Вы должны попрактиковаться в запуске, остановке ПВМ и добавлении в нее хостов, прежде чем сможете чувствовать себя комфортно за консолью ПВМ. Полное описание консоли ПВМ и множества опций ее команд приводится в конце данного раздела.

Если Вы не хотите вводить связку из имен хостов каждый раз, то воспользуйтесь опцией hostfile. Вы можете перечислить имена хостов в файле - по одному в строчке - и затем ввести:

Существуют другие варианты запуска ПВМ. Функции консоли и монитора производительности объединены в графическом пользовательском интерфейсе, названном XPVM, который в нескомпилированном варианте доступен в библиотеке netlib. Для запуска ПВМ с графическим интерфейсом X window введите:

Назначение кнопок quit и halt аналогично соответствующим командам консоли ПВМ. Если вы выходите из XPVM и затем перезапускаете его, то XPVM автоматически отображает, что при этом представляет собой виртуальная машина. Попрактикуйтесь в запуске, остановке XPVM и добавлении хостов с его помощью. Возникающие ошибки должны находить отображение в окне, из которого вы запустили XPVM.

Знаете ли Вы, что методы Рунге - Кутты - это важное семейство численных алгоритмов решения обыкновенных дифференциальных уравнений и их систем. Данные итеративные методы явного и неявного приближённого вычисления были разработаны около 1900 года немецкими математиками К. Рунге и М. В. Куттой. Формально, методом Рунге - Кутты является модифицированный и исправленный метод Эйлера, они представляют собой схемы второго порядка точности. Существуют стандартные схемы третьего порядка, не получившие широкого распространения. Наиболее часто используется и реализована в различных математических пакетах (Maple, MathCAD, Maxima) стандартная схема четвёртого порядка. Иногда при выполнении расчётов с повышенной точностью применяются схемы пятого и шестого порядков. Построение схем более высокого порядка сопряжено с большими вычислительными трудностями. Методы седьмого порядка должны иметь по меньшей мере девять стадий, в схему восьмого порядка входит 11 стадий. Хотя схемы девятого порядка не имеют большой практической значимости, неизвестно, сколько стадий необходимо для достижения этого порядка точности. Аналогичная задача существует для схем десятого и более высоких порядков.