مقاله شبکه کامپیوتر موازی برای محاسبات ریاضی سنگین

در هنگام اجرای پردازش شبکه کامپیوتر موازی با سیستم چند کامپیوتر، واحدهای پردازش باید اطلاعات خویش را مبادله کنند که برای این کار نیاز عملی به نام مسیریابی (Routing) می باشد. با توجه به تعداد ارتباطی مشترک می توان این الگوریتم ها را به چند دسته تقسیم کرد.یکی از امور مهم در بررسی مسیریابی، شناخت فرکانسی است که تقاضاهای ارسال رخ می دهد. زیرا اگر تعداد درخواست ها بالا باشد مثلاً روش broadcasting امکان بوجود آمدن تداخل وجود دارد که باید رفع شود. ابتدا ساختار عمومی مسیریابی (topology independent) و استراتژیهای مختلف آن را بررسی می کنیم و بعد این ساختار را برای توپولوژیهای مختلف (topology dependent) تعمیم می دهیم.

Cayley Graphs:

این گرافها دذر کامپیوتر دارای قابلیت بسیار بالا در تغییر ساختار شبکه بندی داخلی می باشند.این گرافها، ساختارهای با اتصال بالا هستند. تقارن گره ای وجود دارد و هر گره به خودش وصل نمی شود. ساختار مسیریابی در این نوع گرافها شامل مرتب کردن یک تغییر مفروض (آدرس مبدا) نسبت به دیگری (آدرس مقصد) می باشد. ساختار Boolean نیز از این گروه می تواند باشد. انواع این گرافها بسته به عمل شبکه کامپیوتری تغییر آنها می‌تواند به صورت زیر باشد.

 Routing in Network:

در تمام مسائل ارتباطی موضوع اولیه مورد بحث زمان ارتباط بین هر نود با همسایه‌اش است. که این زمان به چند چیز بستگی دارد: زمان مورد نیاز برای برقراری ارتباط بین نودها (startup time)، پهنای باند این ارتباط و اندازه پیام. اگر فرض کنیم تمام خطوط پهنای باند یکسان  و زمان برقراری ارتباط یکسان  داشته باشند ارسال یک پیام با اندازه M بین دو نود همسایه به زمان  نیاز خواهد داشت حال اگر اندازه پیامها نیز یکسان در نظر گرفته شود.این زمان به عنوان یک واحد ثابت می تواند بکار رود. بنابراین زمان مورد نیاز برای هر ارتباط با تعداد لینک های طی شده بین مبدا و مقصد رابطه مستقیم خواهد داشت. پس برای اینکه این ارتباط کمترین زمان را بگیرد نیاز به آن است که الگوریتمهای مسیریابی کامپیوتر بر پایه یافتن کوتاه‌ترین مسیر طرح ریزی شوند. در توپولوژیهایی که کاملاً متقارن است و شبکه دارای یک پیکربندی واضح و روشن است می توان مسیریابی را به راحتی با برقراری یک درخت ارتباطی انجام داد.اما در شبکه هایی که نامتقارن هستند الگوریتمهای مسیریابی پیچیده تر شده و زمان محاسبه بهینه ترین روش نیز به زمان مورد نیاز برای ارتباط افزوده می شود که البته گاهی بهینه ترین مسیر یافته شده توسط الگوریتم های مسیریابی، کوتاهترین مسیر نیست.در شبکه هایی که ارتباط به صورت دینامیک می باشد، لینک های ارتباطی بین نودها ثابت نیستند و در حال تغییر می باشند. بنابراین نمی توان از پیش الگوریتم ثابتی برای برقراری ارتباط و مسیریابی  کامپیوتر تعیین کرد. بلکه در هر لحظه در راه انتقال بسته از هر واحد پردازنده (نود) که عبور می کند باید مسیر بعدی توسط آن واحد تعیین گردد و این کار نیاز به یک مسیریابی دینامیک پله به پله و کاملاً متغیر دارد و بررسی برخوردها و ارزیابی ترافیک از دیگر مسائلی است که به میان می آید و بررسی این سیستم های کامپیوتر مشکل تر می کند.

کامپیوتر
کامپیوتر

بررسی اجمالی توپولوژیهای کامپیوتر:

بعضی از دسته بندیها (Fecng) توپولوژی های شبکه کامپیوتری مقاله شبکه کامپیوتر موازی برای محاسبات ریاضی سنگین و پردازش اطلاعات را بر طبق ابعاد مورد نیاز برای طرح ریزی مجزا می کنند. Kotsis این دسته بندی را بر اساس ساختار بکار رفته در شبکه بنا نهاده است. اولین دسته که استفاده از آن نیز ساده است شبکه های با ساختار ساده مانند ring، Line و Tree می باشد این متد این خانواده را Simple Connection Structures می نامد. دسته دیگری از توپولوژیها، توپولوژیهای کامپیوتری graphs on alphabets هستند که در آن آدرس گره ها کلمه هایی با طول خاص از حروف الفبا می باشند که یک زیر گروه از این خانواده Hypercube Structures ها هستند

بررسی Random Graphs شبکه موازی کامپیوتر:

این گرافها حاصل تجربیات احتمالی می باشد. فضای احتمال مجموعه ای از گرافهاست و احتمال رخداد برای هر گراف با شرایط تجربی بدست می آید. نتایج نشان می دهد که ساختارهای احتمالی شبکه های کلاسیک چون درختها و Hypercubs و مانند آنهارا اجرا نمی کند. این ساختار در حالت کلی و عمومی مقادیر خوبی را برای قطر شبکه و میانگین فاصله ارائه می دهند اما امکان عملی ساختن آنها مبهم است. در واقع ساختار غیر صریح و مبهم آنها برای اتصالات بین گره ها امکان بررسی توپولوژیها را غیر ممکن ساخته است و این موجب نامتقارن شدن شبکه و در نتیجه الگوریتم مسیریابی مشکل می گردد.

ویژگیهای شبکه کامپیوتر موازی:

مدل مناسب برای بررسی توپولوژی شبکه مالتی کامپیوتر ها گراف G=(V,E) می‌باشد که در آن V مجموعه گره ها است که نشان دهنده واحدهای پردازنده (PE) است و E مجموعه یال هاست که نشان دهنده ارتباطات بین واحدهای پردازنده می‌باشد. با این روش ویژگیهای شبکه را می توان با تفسیر خصوصیات گراف ها تحلیل کرد که این روش یک روش ارزیابی استاتیک است زیرا بحثهایی از جنبه مسیریابی (routing) و غیره در نظر گرفته نمی شود این روش باری مقایسه شبکه های کامپیوتربکار می رود و هزینه شبکه با تعداد یالها و تاخیر ارتباطی با تعداد یالها بین گره ها متناظر خواهد بود.

دیگر مباحث مقاله شبکه کامپیوتر موازی جهت انجام محاسبات ریاضی سنگین و پردازش اطلاعات:

  • الگوریتم مسیریابی (Routing Algorithm)شبکه کامپیوتر موازی
  •  ساختارهای فوق مکعبی Hypercube Structures
  • بررسی Additional Links
  • مقایسه توپولوژیها کامپیوتری
  • گرافهای الفبایی Graphs on Alphabets
  • ساختارهای ارتباطی ساده Simple Connection Structures
مطلب بالا چکیده‌ای از تحقیق و پژوهش اصلی میباشد جهت تهیه نسخه کامل آن از باکس زیر اقدام به خرید و دانلود نمایید
لینک خرید پژوهش مقاله شبکه کامپیوتر موازی برای محاسبات ریاضی سنگین:
تحویل فوری و خودکار فایل با لینک مستقیم بعد از پرداخت
تعداد صفحه: 22
قالب: فایل word

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *