Verbindungsnetzwerke für parallel und verteilte Systeme.pdf
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auch Prozeßsynchronisation, z.B. um den Start einer <strong>parallel</strong>en Schleife, die dezentral<br />
abgearbeitet wird, von einer zentralen Stelle aus anzustoßen. Daneben<br />
gibt es eine Reihe weiterer Kommunikationsformen, die in der Reihenfolge ihres<br />
Auftretens weniger häufig sind. Dazu zählen der allgemeine Multi-/Broadcast,<br />
der personalisierte Multi-/Broadcast, die Kombination aus beiden sowie<br />
deren Inversionen, die hauptsächlich bei der <strong>parallel</strong>en Programmierung Bedeutung<br />
haben <strong>und</strong> in Kommunikationsbibliotheken wie PVM <strong>und</strong> MPI Berücksichtigung<br />
finden.<br />
Allgemeiner Multi-/Broadcast<br />
Beim allgemeinen Broadcast schicken alle an das Netz angeschlossenen Sender<br />
ihre Daten gleichzeitig an alle Empfänger, so daß am Ende jeder über die Daten<br />
der anderen verfügt. Bei der Verallgemeinerung, dem allgemeinen Multicast<br />
(viele an viele), kann der Teilnehmerkreis gezielt ausgewählt werden. Die allgemeinen<br />
Multi-/Broadcast-Funktionen sind wie der normale Broad-/Multicast<br />
zum globalen Datenaustausch <strong>und</strong> zur Prozeßsynchronisation geeignet, beispielsweise,<br />
um am Ende einer Iterationsschleife die Ergebnisse aller Prozessoren<br />
schnell <strong>und</strong> ohne Zuhilfenahme einer zentralen Instanz auszutauschen.<br />
Personalisierter Multi-/Broadcast<br />
Bei diesem Verbindungstyp wird von einem Sender nicht ein Skalar, sondern<br />
ein Vektor von Daten an die übrigen Rechenknoten bzw. einer Teilmenge davon<br />
übermittelt, wobei jeder Empfänger ein bestimmtes Vektorelement erhält<br />
(einer an viele oder einer an alle). Anwendungen dieses Typs treten u.a. bei <strong>parallel</strong>isierten<br />
numerischen Verfahren der linearen Algebra auf.<br />
Allgemeiner personalisierter Multi-/Broadcast<br />
Die Kombination der beiden zuvor erläuterten Verbindungstypen entspricht der<br />
gleichzeitigen Verbreitung von Datenvektoren nach dem alle an alle- bzw. viele<br />
an viele-Schema. Wiederum ist es so, daß dezentral jeder mit Information von<br />
jedem anderen versorgt wird, wobei die Datentransfers überlappend ausgeführt<br />
werden können, so daß nicht mehr Zeit als in der einer an viele-Variante verbraucht<br />
wird.<br />
Die aufgeführten Verbindungstypen erlauben, den Informationsfluß umzukehren.<br />
Dabei bedeutet eine Richtungsumkehr im Falle der Punkt-zu-Punkt-<br />
Verbindung, daß bidirektional Daten ausgetauscht werden, während beim inversen<br />
Multi-/Broadcast Datenreduktionsoperationen ausgeführt werden.<br />
Die inversen Operationen der speziellen Verbindungstypen sind folgendermaßen<br />
definiert:<br />
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