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FORALL (I=1:100, J=1:100) A(I,J) = I + J

Ello puede expresarse en FORTRAN 90 nativo, pero es mucho más feo, contraintuitivo y propenso a errores.

Otra estructura de control proporciona la habilidad de declarar una función como "PURE." Una función PURE no tiene efectos secundarios mas que a través de sus parámetros. El programador garantiza que una función PURE puede ejecutarse simultáneamente en muchos procesadores sin efectos indeseables. Esto le permite a HPF asumir que dicha función sólo operará sobre datos locales y que no requiere de ninguna comunicación de datos durante el tiempo que dure su ejecución completa. El programador también puede declarar cuáles parámetros de la función son de entrada, cuáles de salida y cuáles de ambos.

Intrínsecos de hpf

Las compañías que venden computadoras SIMD requieren entregarlas con herramientas que permitan la ejecución de operaciones colectivas eficientes sobre todos los procesadores. Un ejemplo perfecto de esto es la operación SUM. Para SUM el valor de un arreglo a lo largo de N procesadores, el enfoque más simplista toma N pasos. Sin embargo, es posible lograrlo en log(N) pasos usando una técnica denominada suma prefija en paralelo . Al momento en que se estaba desarrollando HPF se habían identificado e implementado varias de tales operaciones. HPF dio la oportunidad de definir una sintaxis estandarizada para ellas.

Una muestra de tales operaciones incluye:

  • SUM_PREFIX Realiza varios tipos de sumas prefijas en paralelo.
  • ALL_SCATTER Distribuye un único valor a un conjunto de procesadores.
  • GRADE_DOWN Ordena en orden decreciente.
  • IANY Calcula el OR lógico de un conjunto de valores.

Aun cuando existe un gran número de tales funciones intrínsecas, la mayoría de las aplicaciones sólo usa unas pocas de tales operaciones.

Extrínsecos de hpf

Con el objeto de permitir a los vendedores de arquitecturas diversas, proporcionar sus ventajas particulares, HPF incluyó la capacidad de enlazarse con funciones "extrínsecas". Tales funciones no requieren de reescribirse en FORTRAN 90/HPF, y realizan varias capacidades sólo soportadas por los vendedores. Esta capacidad permite a los usuarios realizar tales tareas, como la creación de aplicaciones híbridas, con algo de HPF y algo de paso de mensajes.

Los programadores de cómputo de alto rendimiento siempre gustan de tener la habilidad de hacer cosas a su propio modo, con el objetivo de exprimir hasta la última gota de rendimiento.

Flujo calórico en hpf

Para transportar nuestra aplicación de flujo calórico a HPF, realmente sólo requerimos de agregar una línea de código. En el ejemplo siguiente, lo hemos cambiado a un arreglo bidimensional más grande:


INTEGER PLATESIZ,MAXTIME PARAMETER(PLATESIZ=2000,MAXTIME=200)!HPF$ DISTRIBUTE PLATE(*,BLOCK) REAL*4 PLATE(PLATESIZ,PLATESIZ)INTEGER TICK PLATE = 0.0* Sumar las fronterasPLATE(1,:) = 100.0 PLATE(PLATESIZ,:) = -40.0PLATE(:,PLATESIZ) = 35.23 PLATE(:,1) = 4.5DO TICK = 1,MAXTIMEPLATE(2:PLATESIZ-1,2:PLATESIZ-1) = ( + PLATE(1:PLATESIZ-2,2:PLATESIZ-1) ++ PLATE(3:PLATESIZ-0,2:PLATESIZ-1) + + PLATE(2:PLATESIZ-1,1:PLATESIZ-2) ++ PLATE(2:PLATESIZ-1,3:PLATESIZ-0) ) / 4.0 PRINT 1000,TICK, PLATE(2,2)1000 FORMAT('TICK = ',I5, F13.8) ENDDO* END

Notará que la directiva HPF distribuye las columnas del arreglo usando el enfoque BLOCK , manteniendo todos los elementos de una columna sobre un mismo procesador. A primera vista, pudiera parecer que ( BLOCK , BLOCK ) es la mejor distribución. Sin embargo, hay dos ventajas de una distribución ( * , BLOCK ). Primero, recorrer hacia abajo una columna es una operación de paso único, y de este modo puede usted procesar una columna completa. El aspecto más significativo de la distribución es que una distribución ( BLOCK , BLOCK ) fuerza a cada procesador a comunicarse con hasta ocho procesadores más para obtener los valores de sus vecinos. Usando la distribución (*, BLOCK ), cada procesador tendrá que intercambiar datos con cuando mucho dos procesadores en cada ciclo.

Cuando veamos PVM, veremos el mismo programa implementado al estilo de paso de mensajes SPMD. En este ejemplo, verá usted algunos de los detalles que HFP debe manejar para ejecutar apropiadamente este código. Tras revisarlo ¡probablemente usted elija implementar todas sus aplicaciones futuras de flujo calórico en HPF!

Resumen de hpf

En ciertas cosas HPF ha sido mejor que FORTRAN 90. Compañías como IBM con su SP-1 requieren de proporcionar algún lenguaje de alto nivel para el que sus usuarios no quieren escribir código de paso de mensajes. Por tal motivo, IBM ha invertido una gran cantidad de esfuerzo en implementar un HPF optimizado. Resulta interesante que mucho de su esfuerzo beneficiará directamente la habilidad de desarrollar compiladores de FORTRAN 90 más sofisticados. El extensivo análisis de flujo de datos requerido para minimizar las comunicaciones y administrar las estructuras de datos dinámicos recaerá en los compiladores de FORTRAN 90 incluso sin usar las directivas de HPF.

El tiempo dirá si ya no serán necesarias las directivas de distribución de datos de HPF, y si los compiladores serán capaces de realizar suficiente análisis sobre el código plano de FORTRAN 90 para optimizar la ubicación y movimiento de los datos.

En su forma actual, HPF es un vehículo excelente para expresar las aplicaciones altamente paralelas a nivel de datos, y basadas en retículas. Sus debilidades son las comunicaciones irregulares y el balance de cargas dinámicas. Un nuevo esfuerzo para desarrollar la siguiente versión de HPF está en camino, para manejar algunos de estos temas. Desafortunadamente, es más difícil resolver estos problemas a tiempo de ejecución a la vez que se mantiene un buen rendimiento a través de una amplia variedad de arquitecturas.

Questions & Answers

where we get a research paper on Nano chemistry....?
Maira Reply
what are the products of Nano chemistry?
Maira Reply
There are lots of products of nano chemistry... Like nano coatings.....carbon fiber.. And lots of others..
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Even nanotechnology is pretty much all about chemistry... Its the chemistry on quantum or atomic level
learn
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da
no nanotechnology is also a part of physics and maths it requires angle formulas and some pressure regarding concepts
Bhagvanji
Preparation and Applications of Nanomaterial for Drug Delivery
Hafiz Reply
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Application of nanotechnology in medicine
what is variations in raman spectra for nanomaterials
Jyoti Reply
I only see partial conversation and what's the question here!
Crow Reply
what about nanotechnology for water purification
RAW Reply
please someone correct me if I'm wrong but I think one can use nanoparticles, specially silver nanoparticles for water treatment.
Damian
yes that's correct
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Nasa has use it in the 60's, copper as water purification in the moon travel.
Alexandre
nanocopper obvius
Alexandre
what is the stm
Brian Reply
is there industrial application of fullrenes. What is the method to prepare fullrene on large scale.?
Rafiq
industrial application...? mmm I think on the medical side as drug carrier, but you should go deeper on your research, I may be wrong
Damian
How we are making nano material?
LITNING Reply
what is a peer
LITNING Reply
What is meant by 'nano scale'?
LITNING Reply
What is STMs full form?
LITNING
scanning tunneling microscope
Sahil
how nano science is used for hydrophobicity
Santosh
Do u think that Graphene and Fullrene fiber can be used to make Air Plane body structure the lightest and strongest. Rafiq
Rafiq
what is differents between GO and RGO?
Mahi
what is simplest way to understand the applications of nano robots used to detect the cancer affected cell of human body.? How this robot is carried to required site of body cell.? what will be the carrier material and how can be detected that correct delivery of drug is done Rafiq
Rafiq
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Anam
Any one who tell me about Preparation and application of Nanomaterial for drug Delivery
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what is Nano technology ?
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write examples of Nano molecule?
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The nanotechnology is as new science, to scale nanometric
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Damian
Is there any normative that regulates the use of silver nanoparticles?
Damian Reply
what king of growth are you checking .?
Renato
What fields keep nano created devices from performing or assimulating ? Magnetic fields ? Are do they assimilate ?
Stoney Reply
why we need to study biomolecules, molecular biology in nanotechnology?
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yes I'm doing my masters in nanotechnology, we are being studying all these domains as well..
Adin
why?
Adin
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Kyle
biomolecules are e building blocks of every organics and inorganic materials.
Joe
how did you get the value of 2000N.What calculations are needed to arrive at it
Smarajit Reply
Privacy Information Security Software Version 1.1a
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Jobilize.com Reply

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Source:  OpenStax, Cómputo de alto rendimiento. OpenStax CNX. Sep 02, 2011 Download for free at http://cnx.org/content/col11356/1.2
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