Модели взаимодействия процессов
_______________________________Глава 9
Модели взаимодействия процессов
Как уже отмечалось, существуют три основные схемы взаимодействия процессов: производитель-потребитель, клиент-сервер и взаимодействующие равные. В главе 7 было показано, как их программировать с помощью передачи сообщений, в главе 8 — с помощью RPC и рандеву.
Эти три основные схемы можно сочетать различными способами. В данной главе описаны некоторые из таких укрупненных схем и проиллюстрировано их использование. Каждая схема является парадигмой (моделью) взаимодействия процессов; она имеет уникальную структуру, которую можно использовать для решения многих задач. В этой главе описаны следующие парадигмы:
• управляющий-рабочие, представляющая собой распределенную реализацию портфеля задач;
• алгоритмы пульсации, в которых процессы периодически обмениваются информацией, используя передачу, а затем прием сообщений;
• конвейерные алгоритмы, пересылающие информацию от одного процесса к другому с помощью приема, а затем передачи;
• зонды (посылки) и эхо (приемы), которые рассылают и собирают информацию в деревьях и графах;
• алгоритмы рассылки, используемые для децентрализованного принятия решений;
• алгоритмы передачи маркера — еще один способ децентрализованного принятия решений;
• дублируемые серверные процессы, которые управляют несколькими экземплярами такого ресурса, как файл.
Первые три парадигмы обычно используются в синхронных параллельных вычислениях, остальные четыре — в распределенных системах. В данной главе показано, как эти парадигмы применяются для решения различных задач, включая умножение разреженных матриц, обработку изображений, распределенное умножение матриц, построение топологии сети, распределенное взаимное исключение, распределенное определение завершения и децентрализованное решение задачи об обедающих философах. Далее, в главе 11, три парадигмы синхронных параллельных вычислений используются для решения научных вычислительных задач. В упражнениях описаны дополнительные приложения, включая задачи сортировки и коммивояжера.
