Verbindungsnetzwerke für parallel und verteilte Systeme.pdf
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Inverser Multi-/Broadcast<br />
Damit bezeichnet man eine Kommunikationsform, bei der viele oder alle Sender<br />
gleichzeitig ihre Daten an einen einzigen Empfänger schicken, der die Daten<br />
seinerseits z.B. zu Protokollzwecken sammelt oder eine Datenreduktion damit<br />
durchführt. Reduktionsoperationen treten in der Parallelverarbeitung<br />
beispielsweise dann auf, wenn eine globale Summe oder das Maximum oder<br />
Minimum aus einer Reihe von Werten berechnet werden soll, die auf mehreren<br />
Rechnern oder Rechenknoten verteilt sind. Der inverse Multi-/Broadcast kann<br />
auch zur Prozeß- oder Rechnersynchronisation verwendet werden, um z.B. das<br />
Ende einer <strong>parallel</strong>en Schleife oder sonstigen <strong>verteilte</strong>n Operation einem übergeordneten<br />
Prozessor mitzuteilen. Dazu schickt jeder Teilnehmer sein Ready-<br />
Bit an den Master, der anhand einer UND-Verknüpfung erkennt, wann alle Prozesse<br />
terminiert haben.<br />
Inverser allgemeiner Multi-/Broadcast<br />
Dies ist die Vereinigung eines inversen Multi-/Broadcasts <strong>und</strong> eines daran anschließenden<br />
(normalen) Multi-/Broadcasts zu einer einzigen Operation. Sein<br />
Sinn liegt darin, durch Überlappung der einzelnen Transfers Zeit im Vergleich<br />
zur sequentiellen Ausführung zu sparen. Eine Anwendung der Operation ist<br />
wiederum bei der Prozeßsynchronisation gegeben, um beispielsweise die Terminierung<br />
einer <strong>verteilte</strong>n Operation zentral zu erkennen <strong>und</strong> allen Prozessoren<br />
in einem Schritt mitzuteilen.<br />
Wenn in einem anderen Beispiel ein Prozessor beim <strong>parallel</strong>en Durchsuchen<br />
einer Datenbank den benötigten Eintrag gef<strong>und</strong>en hat, müssen alle anderen Prozessoren/Prozesse<br />
davon unterrichtet werden <strong>und</strong> ihre Suche stoppen. Diese<br />
Funktion kann ebenfalls mit dem inversen, allgemeinen Multi-/Broadcast effizient<br />
implementiert werden.<br />
Inverser personalisierter Multi-/Broadcast<br />
Beim inversen personalisierten Multi-/Broadcast werden die Daten, die die Rechenknoten<br />
an einen Master schicken, in den Elementen eines Vektors abgespeichert.<br />
Der Resultatvektor kann anschließend z.B. mit Hilfe eines Vektorrechenwerks<br />
weiterverarbeitet werden. Der inverse, personalisierte Multi-/<br />
Broadcast ist eine Verallgemeinerung des inversen Multi-/Broadcast, weil nicht<br />
ein Skalar, sondern ein Vektor erzeugt wird.<br />
Inverser allgemeiner <strong>und</strong> personalisierter Multi-/Broadcast<br />
Hier werden gleichzeitig von allen Sendern Vektorelemente zu allen Empfängern<br />
geschickt, um einen globalen Datenaustausch durchzuführen. Dies stellt<br />
die Zusammenfassung eines inversen, personalisierten Multi-/Broadcasts <strong>und</strong><br />
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