Algorithmiques et architectures distribuées et parallèles : une

Transcription

1 Algorithmiques et architectures distribuées et parallèles : une introduction Frederic Guinand Eric Sanlaville Master 1 informatique eric.sanlaville@univ-lehavre.fr 2heures

2 Plan

3 Plan 1 Historique 2 3 Schéma C/S Schéma M/S Schéma P2P

4 Plan 1 Historique 2 3 Schéma C/S Schéma M/S Schéma P2P

5 Plan 1 Historique 2 3 Schéma C/S Schéma M/S Schéma P2P

6 Plan 1 Historique 2 3 Schéma C/S Schéma M/S Schéma P2P

7 Pourquoi le parallélisme? pour calculer plus vite, plus gros et différemment. Calculs numériques. Data mining Vérification/validation de modèles. Simulations. Serveurs d applications, serveurs de données. Synthèse, Traitement d image

8 Pourquoi le parallélisme? pour calculer plus vite, plus gros et différemment. Calculs numériques. Data mining Vérification/validation de modèles. Simulations. Serveurs d applications, serveurs de données. Synthèse, Traitement d image

9 Qui utilise le parallélisme? Milieux de la recherche et du développement physique nucléaire, mécanique céleste, biologie moléculaire, sociologie...

10 Qui utilise le parallélisme? Milieux économiques et industriels Aéronautique : turbulences, écoulements, profils d ailes. Onera : image des interactions entre les tourbillons en bout d aile et les turbulences résultant de la propulsion. Calcul réalisé sur NEC SX5 et NEC-SX6 :

11 Qui utilise le parallélisme? Milieux économiques et industriels Industrie automobile. crash-tests virtuels chez un constructeur automobile : finance : prévision de l évolution des marchés.

12 Qui utilise le parallélisme? Société civile/services publics gestion et production d énergie : EDF : gestion du réseau, fonctionnement de certains éléments des centrales nucléaires... prévisions météorologiques :

13 Qui utilise le parallélisme? Météo France Modèle opérationnel Arpège (1998), nombre de variables à traiter est Nv = 2, quatre variables à trois dimensions x 31 niveaux x 600 x 300 points sur l horizontale et une variable à deux dimensions x 600 x 300 points sur l horizontale, le nombre de calculs à effectuer pour une variable est Nc = le nombre de pas de temps pour réaliser une prévision à 24 heures d échéance est Nt = 96 (pas de temps de 15 minutes).

14 Qui utilise le parallélisme? Météo France Les calculs étant effectués sur l ordinateur Fujitsu VPP700 crédité d une vitesse de calcul R atteignant 20 gigaflops (20 milliards d opérations flottantes par seconde) le temps T nécessaire pour obtenir une prévision à 24 heures d échéance est un peu inférieur à un quart d heure. Météo-France a acheté dernièrement un NEC SX-8 qui devrait délivrer une puissance de 35 Tflops (mise en service : 2008). en théorie, le même calcul : 1 seconde...

15 Qui utilise le parallélisme? Météo France Les calculs étant effectués sur l ordinateur Fujitsu VPP700 crédité d une vitesse de calcul R atteignant 20 gigaflops (20 milliards d opérations flottantes par seconde) le temps T nécessaire pour obtenir une prévision à 24 heures d échéance est un peu inférieur à un quart d heure. Météo-France a acheté dernièrement un NEC SX-8 qui devrait délivrer une puissance de 35 Tflops (mise en service : 2008). en théorie, le même calcul : 1 seconde...

16 Qui utilise le parallélisme? Météo France Les calculs étant effectués sur l ordinateur Fujitsu VPP700 crédité d une vitesse de calcul R atteignant 20 gigaflops (20 milliards d opérations flottantes par seconde) le temps T nécessaire pour obtenir une prévision à 24 heures d échéance est un peu inférieur à un quart d heure. Météo-France a acheté dernièrement un NEC SX-8 qui devrait délivrer une puissance de 35 Tflops (mise en service : 2008). en théorie, le même calcul : 1 seconde...

17 Qui utilise le parallélisme? Divers Production d images de synthèse pour films vidéos, jeux, urbanisme... :

18 Qui utilise le parallélisme? Tout le monde? Les PC Multi coeurs sont partout Ce sont des systèmes parallèles sur une seule puce! Ordinateur serveur interne -> Meta computing -> Cloud Computing Vers une externalisation des puissances de calcul et de stockage?

19 Historique : les pionniers : explosion des architectures : extinction massive 2000 l ère des géants

20 Les pionniers (1950s-70s) Difficulté première, la mise en oeuvre du matériel. Challenge : augmenter le ratio fonctionnement/maintenance. ILLIAC IV : quelques heures de calcul/quelques semaines de maintenance. Les premiers grands noms du parallélisme apparaissent et avec eux, les premiers grands principes : vectorisation, techniques de pipeline, temps partagé, multiprogrammation... Amdahl : IBM 701, 704, 709. Seymour Cray : Control Data Corporation.

21 Les pionniers (1950s-70s) Difficulté première, la mise en oeuvre du matériel. Challenge : augmenter le ratio fonctionnement/maintenance. ILLIAC IV : quelques heures de calcul/quelques semaines de maintenance. Les premiers grands noms du parallélisme apparaissent et avec eux, les premiers grands principes : vectorisation, techniques de pipeline, temps partagé, multiprogrammation... Amdahl : IBM 701, 704, 709. Seymour Cray : Control Data Corporation.

22 Les machines CDC6600 (1964) : unités de calcul en parallèle, 10MHz, 2Mo, 9 MFlops CDC7600 (1969) : équivalent à 10 CDC6600 : 40 MFlops

23 Ces années-là transistor sur base de silicium (Texas Instrument ) premier disque dur (1957) premier compilateur fortran (1957) algol ( ). Algorithmic language - récursivité. Voici un langage très en avance de son temps, il n a pas seulement été une amélioration de ses prédécesseurs mais aussi une amélioration de presque tous ses successeurs. Bull : Gamma 60. Première machine multiprocesseurs française. interface RS-232 (1966) technologie CMOS (Texas Instrument ) ARPANET (ancêtre d Internet ) Unix (1970)

24 Le temps de l exubérance (1970s-80s) Premiers succès commerciaux. Apparition de multiples constructeurs : Thinking Machine Corporation ( ), Sequent ( ), Telmat ( ), Archipel ( ), Parsytec ( ), Kendall Square Research ( ), Meiko ( ), BBN ( ), Digital ( ), IBM, Intel, CRAY ( ), MasPar ( ), Silicon Graphics ( ), Sun, Fujitsu, Nec. Offre importante et exotique : Connection Machine 1 : hypercube de processeurs. Problèmes majeurs : l offre logicielle et le prix. étape suivante : machines abordables et utilisables.

25 Les machines Cray-1 (1975), Cray X-MP (1982) : 2 à 4 processeurs, Cray-2 (1983) : 8 processeurs, Cray Y-MP (1989). Hitachi S-810/820. Fujitsu VP200/VP400. Convex C-1. Nec SX-1/2. Connection Machine processeurs. Topologie : hypercube. Intel ipsc/1 128 processeurs. Topologie : grille.

26 Les machines Illiac IV (Burrough CRAY MHz, 8 Mo, 160 MFlops

27 Les machines

28 Ces années-là Langage pascal (Wirth ) Ray-Tomlinson : premier (1972) composants sur 1 cm 2 (1975). premier réseau local : Datapoint système ARC (1976). fibre optique (1977). Support d Ethernet par les principaux constructeurs (1979). Paterson - Hennessy : concept des processeurs RISC (1980) Tim Berners-Lee : projet World Wide Web au CERN (1989).

29 Environnements (1990s) Difficultés bien identifiées : routage, ordonnancement... parallélisme automatique très limité conception d outils d aide à la parallélisation : Hypertool, Pyrros, ParaRex, Adam, Apache... Autre problème : ratio prix/durée de vie d une machine parallèle extrêmement élevé. solution apportée par PVM : utiliser des réseaux locaux de stations de travail pour faire du calcul parallèle. Constructeurs machines parallèles réseaux de stations de travail intégrés.

30 Les machines Nec SX-3 (1991). Fujitsu VP-2600 (1991). CM-5 (1992). Topologie : fat-tree. Cray T3D (1993). Jusqu à 512 processeurs. Topologie : tore 3D. ASCI Red, et Blue ( ).

31 Ces années-là Premier multicast audio sur le Net. PVM (1991). Netscape à partir de NCSA Mosaic (1994).

32 L ère des Géants : les Grilles Depuis le milieu des années 90. Constat : les matériels sont la plupart du temps peu et sous-utilisés. Idée : utiliser ces matériels dont le nombre est énorme : meta-computing. Projets les plus simples : Principe : des milliards de calculs indépendants effectués sur les PCs de volontaires. Seti@Home : transformés de Fourier rapides, Folding@Home : conformation 3D de protéines. Grilles de calcul : ajouter la disponibilité, la puissance, les interactions

33 L ère des Géants : les Grilles et au delà... Principe des grilles de calculs : offrir un service telle qu il est offert par les producteurs d énergie. Objectif : brancher le cable réseau du PC pour consommer de la puissance de calcul comme on branche une prise de courant pour consommer de la puissance électrique. Moyens : plateforme de services : authentification, sécurisation, répartition de charge, stockage de données, partage de documents... Projets en cours : Globus, Harness, DataGRID, Legion, EuroGRID, GénoGRID, Grid5000, EGEE,... Cloud Computing : Google, Amazon, IBM Blue Cloud, Intel+HP+Yahoo,...

34 L ère des Géants : les Grappes Depuis les milieu des années 90. Idée des grilles de calcul intéressante mais... Constat : les communications pénalisent une bonne utilisation. Constat : les problèmes de sécurité pénalisent l utilisation commerciale Remède : construire des réseaux locaux de grandes dimensions. Grappes de machines (clusters of machines).

35 L ère des Géants : les machines Puissance des machines en 2007 (source top500.org) : 1 BlueGene/L. IBM. US. 280 TFlops processeurs. 2 Red Storm. Cray Inc. US. 101 TFlops processeurs. 3 Blue Gene. IBM. US. 91 TFlops processeurs. 4 ASC Purple. IBM. US. 91 TFlops. 75 TFlops processeurs. 5 BladeCenter. IBM. Espagne. 62 TFlops processeurs. 6 Thunderbird. Dell. US. 53 TFlops processeurs. 7 Tera-10. Bull SA. CEA France. 52 TFlops processeurs.

36 L ère des Géants : les machines Puissance des machines en décembre 2008 : Roadrunner IBM. Los Alamos DOE US TFlops processeurs. Nucléaire, armement, sécurité. Jaguar Cray Inc. DOE US TFlops processeurs. Pléïades SGI. NASA US. 487 TFlops processeurs. BlueGene/L. IBM. US. 478 TFlops processeurs. (9) Red Storm. Cray Inc. US. 204 TFlops processeurs. (14) Jade SGI CINES FRANCE 128 TFlops processeurs. (54) Tera-10. Bull SA. CEA France. 52 TFlops processeurs.

37 Les systèmes Système Pourcentage (fin 2007) Linux Unix BSD Based 3 Mixed 6.40 Mac OS 0.60

38 Convergence Parallélisme informatique distribuée : java RMI (Remote Method Invocation) inspiré des RPC (Remote Procedure Call), Architecture Corba pour les objets distribués. Support des communications : Internet. Nouveaux objectifs (systèmes embarqués) : robustesse, disponibilité, tolérance aux pannes... Calcul intensif calcul intensif + importantes communications. recherche de performances compromis entre équilibrage de la charge et minimisation des communications.

39 Plan Historique 1 Historique 2 3 Schéma C/S Schéma M/S Schéma P2P

40 Définitions Ordinateur parallèle : ensemble de processeurs capables de travailler en coopération de manière à résoudre un problème donné (I. Foster). Le parallélisme est une technique d accroissement des performances d un système fondé sur l exécution en parallèle de plusieurs processus. Le parallélisme recouvre tous les aspects liés aux systèmes multi-processeurs et multi-ordinateurs et aux applications associées conception, modélisation, mise en œuvre et utilisation des systèmes et des applications.

41 Définitions En informatique, le calcul parallèle consiste en l exécution simultanée d une même tâche, partitionnée et adaptée afin de pouvoir être répartie entre plusieurs processeurs en vue de traiter plus rapidement des problèmes plus grands (Wikipedia). L informatique distribuée recouvre les aspects matériels, réseaux, systèmes et algorithmiques liés à l exécution d une application sur un ensemble de processeurs.

42 Frontières du domaine difficiles à cerner : 1 gestion de ressources, 2 communications inter-processus, 3 partage de données, 4 modèle de programmation, 5 mesures et analyse de performances, 6 aspects temporels (temps unique?)

43 Frontières du domaine difficiles à cerner : 1 gestion de ressources, 2 communications inter-processus, 3 partage de données, 4 modèle de programmation, 5 mesures et analyse de performances, 6 aspects temporels (temps unique?)

44 Programmation parallèle 1 création de activités ou tâches, 2 répartition des activités entre les ressources, 3 les communications entre les activités. 4 Tout commence au niveau du système et du réseau.

45 Programmation parallèle 1 création de activités ou tâches, 2 répartition des activités entre les ressources, 3 les communications entre les activités. 4 Tout commence au niveau du système et du réseau.

46 Programmes et processus programme binaire : objet inerte nécessite un support pour son exécution processus programme : le code binaire exécutable données : espace d adressage du processus informations diverses qui définissent le contexte d exécution du processus : bloc de contrôle du processus Toutes les actions effectuées par un processeur sont exécutées dans le contexte d un processus terminologie : souvent activité thread. Pour nous activité action exécutée par un processus.

47 Programmes et processus programme binaire : objet inerte nécessite un support pour son exécution processus programme : le code binaire exécutable données : espace d adressage du processus informations diverses qui définissent le contexte d exécution du processus : bloc de contrôle du processus Toutes les actions effectuées par un processeur sont exécutées dans le contexte d un processus terminologie : souvent activité thread. Pour nous activité action exécutée par un processus.

48 Programmes et processus programme binaire : objet inerte nécessite un support pour son exécution processus programme : le code binaire exécutable données : espace d adressage du processus informations diverses qui définissent le contexte d exécution du processus : bloc de contrôle du processus Toutes les actions effectuées par un processeur sont exécutées dans le contexte d un processus terminologie : souvent activité thread. Pour nous activité action exécutée par un processus.

49 Programmes et processus programme binaire : objet inerte nécessite un support pour son exécution processus programme : le code binaire exécutable données : espace d adressage du processus informations diverses qui définissent le contexte d exécution du processus : bloc de contrôle du processus Toutes les actions effectuées par un processeur sont exécutées dans le contexte d un processus terminologie : souvent activité thread. Pour nous activité action exécutée par un processus.

50 Ordonnancement système multi-tâches : comment gérer la ressource de calcul? rôle de l ordonnanceur. quelle stratégie? tâches insécables : impossible tâches interruptibles (E/S) temps partagé (time slicing) temps partagé + interruption

51 Ordonnancement système multi-tâches : comment gérer la ressource de calcul? rôle de l ordonnanceur. quelle stratégie? tâches insécables : impossible tâches interruptibles (E/S) temps partagé (time slicing) temps partagé + interruption

52 Visualisation des effets du time sharing Exemple un processus créé un processus fils le père et le fils comptent chacun de leur côté jusqu à

53 Visualisation des effets du time sharing

54 Mécanismes de communications inter-processus Il existe deux mécanismes principaux pour faire communiquer deux processus : La communication via la mémoire La communication par échange de messages Principales caractéristiques : synchrone asynchrone directe indirecte de type un-vers-un de type un-vers-plusieurs

55 Mécanismes de communications inter-processus Il existe deux mécanismes principaux pour faire communiquer deux processus : La communication via la mémoire La communication par échange de messages Principales caractéristiques : synchrone asynchrone directe indirecte de type un-vers-un de type un-vers-plusieurs

56 Mécanismes de communications inter-processus Il existe deux mécanismes principaux pour faire communiquer deux processus : La communication via la mémoire La communication par échange de messages Principales caractéristiques : synchrone asynchrone directe indirecte de type un-vers-un de type un-vers-plusieurs

57 Mécanismes de communications inter-processus Il existe deux mécanismes principaux pour faire communiquer deux processus : La communication via la mémoire La communication par échange de messages Principales caractéristiques : synchrone asynchrone directe indirecte de type un-vers-un de type un-vers-plusieurs

58 Communication par mémoire partagée Les processus qui ont besoin d échanger des données le font via la mémoire en partageant une partie de la mémoire, partie qui est attachée à leur espace d adressage. On appelle segment de mémoire partagé cette mémoire commune.

59 Communication par mémoire partagée Les processus qui ont besoin d échanger des données le font via la mémoire en partageant une partie de la mémoire, partie qui est attachée à leur espace d adressage. On appelle segment de mémoire partagé cette mémoire commune.

60 Problèmes Que se passe-t-il si deux processus lisent en même temps?...rien de particulier. Que se passe-t-il si un processus lit pendant qu un autre écrit?...un gros problème, la donnée risque de ne pas être dans un état cohérent et peut ne correspondre ni à la la donnée avant l écriture, ni à la donnée après l écriture. Que se passe-t-il si deux processus écrivent simultanément?...de gros problèmes en perspective. problèmes de synchronisation des processus et de protection des accès.

61 Problèmes Que se passe-t-il si deux processus lisent en même temps?...rien de particulier. Que se passe-t-il si un processus lit pendant qu un autre écrit?...un gros problème, la donnée risque de ne pas être dans un état cohérent et peut ne correspondre ni à la la donnée avant l écriture, ni à la donnée après l écriture. Que se passe-t-il si deux processus écrivent simultanément?...de gros problèmes en perspective. problèmes de synchronisation des processus et de protection des accès.

62 Problèmes Que se passe-t-il si deux processus lisent en même temps?...rien de particulier. Que se passe-t-il si un processus lit pendant qu un autre écrit?...un gros problème, la donnée risque de ne pas être dans un état cohérent et peut ne correspondre ni à la la donnée avant l écriture, ni à la donnée après l écriture. Que se passe-t-il si deux processus écrivent simultanément?...de gros problèmes en perspective. problèmes de synchronisation des processus et de protection des accès.

63 Problèmes Que se passe-t-il si deux processus lisent en même temps?...rien de particulier. Que se passe-t-il si un processus lit pendant qu un autre écrit?...un gros problème, la donnée risque de ne pas être dans un état cohérent et peut ne correspondre ni à la la donnée avant l écriture, ni à la donnée après l écriture. Que se passe-t-il si deux processus écrivent simultanément?...de gros problèmes en perspective. problèmes de synchronisation des processus et de protection des accès.

64 Origine du problème Les opérations de lecture/écriture en mémoire ne sont pas atomiques. une lecture comme une écriture peut être interrompue au cours de son action. La solution : les sémaphore d exclusion mutuelle (mutex) : rendent les opérations de lecture/écriture atomiques en restreignant l accès à un segment de mémoire partagé à un seul processus à la fois. Un sémaphore possède deux opérations : une opération d acquisition souvent notée P une opération de libération souvent notée V.

65 Origine du problème Les opérations de lecture/écriture en mémoire ne sont pas atomiques. une lecture comme une écriture peut être interrompue au cours de son action. La solution : les sémaphore d exclusion mutuelle (mutex) : rendent les opérations de lecture/écriture atomiques en restreignant l accès à un segment de mémoire partagé à un seul processus à la fois. Un sémaphore possède deux opérations : une opération d acquisition souvent notée P une opération de libération souvent notée V.

66 Origine du problème Les opérations de lecture/écriture en mémoire ne sont pas atomiques. une lecture comme une écriture peut être interrompue au cours de son action. La solution : les sémaphore d exclusion mutuelle (mutex) : rendent les opérations de lecture/écriture atomiques en restreignant l accès à un segment de mémoire partagé à un seul processus à la fois. Un sémaphore possède deux opérations : une opération d acquisition souvent notée P une opération de libération souvent notée V.

67 Dangers Lorsqu il existe plusieurs segments de mémoire partagée s 1, s 2 et s 3 et plusieurs processus p 1, p 2 et p 3. p 1 bloque l accès à s 1, p 2 bloque l accès à s 2 et p 3 bloque l accès à s 3, et p 1 pour libérer s 1 a besoin d accéder à s 2, mais p 2 pour libérer s 2 a besoin de lire s 3. Si p 3 n a pas besoin de quoi que ce soit d autre, il fait ce qu il a à faire, puis libère s 3, ce qui libère s 2 et par la suite s 1... ouf!! par contre, si p 3 a besoin de lire s 1 pour libérer s 3... situation d interblocage.

68 Dangers Lorsqu il existe plusieurs segments de mémoire partagée s 1, s 2 et s 3 et plusieurs processus p 1, p 2 et p 3. p 1 bloque l accès à s 1, p 2 bloque l accès à s 2 et p 3 bloque l accès à s 3, et p 1 pour libérer s 1 a besoin d accéder à s 2, mais p 2 pour libérer s 2 a besoin de lire s 3. Si p 3 n a pas besoin de quoi que ce soit d autre, il fait ce qu il a à faire, puis libère s 3, ce qui libère s 2 et par la suite s 1... ouf!! par contre, si p 3 a besoin de lire s 1 pour libérer s 3... situation d interblocage.

69 Dangers Lorsqu il existe plusieurs segments de mémoire partagée s 1, s 2 et s 3 et plusieurs processus p 1, p 2 et p 3. p 1 bloque l accès à s 1, p 2 bloque l accès à s 2 et p 3 bloque l accès à s 3, et p 1 pour libérer s 1 a besoin d accéder à s 2, mais p 2 pour libérer s 2 a besoin de lire s 3. Si p 3 n a pas besoin de quoi que ce soit d autre, il fait ce qu il a à faire, puis libère s 3, ce qui libère s 2 et par la suite s 1... ouf!! par contre, si p 3 a besoin de lire s 1 pour libérer s 3... situation d interblocage.

70 Dangers Lorsqu il existe plusieurs segments de mémoire partagée s 1, s 2 et s 3 et plusieurs processus p 1, p 2 et p 3. p 1 bloque l accès à s 1, p 2 bloque l accès à s 2 et p 3 bloque l accès à s 3, et p 1 pour libérer s 1 a besoin d accéder à s 2, mais p 2 pour libérer s 2 a besoin de lire s 3. Si p 3 n a pas besoin de quoi que ce soit d autre, il fait ce qu il a à faire, puis libère s 3, ce qui libère s 2 et par la suite s 1... ouf!! par contre, si p 3 a besoin de lire s 1 pour libérer s 3... situation d interblocage.

71 Avertissement La conception d une application faisant intervenir plusieurs activités qui s exécutent simultanément requiert une étude fine de leurs interactions afin d éviter toute situation d interblocage

72 Communications inter-processus directes Communications par pipe Communications par échanges de messages

73 Communications par échange de messages par socket : point de communication. primitives d échange de message : envoie de messages sendto() reception de messages recvfrom() la reception est par défaut une primitive bloquante

74 Exemple : forum de discussion algorithme du service de forum Users[] /* tableau des utilisateurs (vide au départ) */ ouverture et gestion de la socket Tantque vrai Faire reception_message(source,contenu,...) Si source / Users Alors Users.ajouter(source) finsi Pour chaque u Users Faire envoyer_message(u,contenu) finpour fintantque

75 Exemple : forum de discussion Algorithme de l utilisateur ouverture et gestion de la socket Tantque vrai Faire contenu saisir_message() envoyer(forum,contenu) TantQue reception_message(forum,contenu) Faire afficher(contenu) fintantque fintantque Cet algorithme ne fonctionne pas, parce que les réceptions sont bloquantes.

76 Résolution du problème un processus s occupe de l envoie sur une socket. un processus a la charge des receptions sur une autre socket. contrainte : il faut que le service de forum gère deux sockets par utilisateur : une socket d écoute des messages depuis les utilisateurs. Une socket d envoie des messages vers les utilisateurs. deux processus par utilisateur

77 Résolution du problème un processus s occupe de l envoie sur une socket. un processus a la charge des receptions sur une autre socket. contrainte : il faut que le service de forum gère deux sockets par utilisateur : une socket d écoute des messages depuis les utilisateurs. Une socket d envoie des messages vers les utilisateurs. deux processus par utilisateur

78 Résolution du problème un processus s occupe de l envoie sur une socket. un processus a la charge des receptions sur une autre socket. contrainte : il faut que le service de forum gère deux sockets par utilisateur : une socket d écoute des messages depuis les utilisateurs. Une socket d envoie des messages vers les utilisateurs. deux processus par utilisateur

79 Exemple avec 3 clients C1 Serveur C2 C3 Les 3 clients sont connectés et le serveur est démarré

80 Modèle de programmation Il existe d autres mécanismes, boîtes aux lettres, qui permettent de s affranchir de ces points de synchronisation. Ce modèle de programmation correspond au schéma Client/Serveur, mais il en existe plusieurs autres types...

81 Système + réseau = parallélisme segment mémoire partagée parallélisme à mémoire partagée point de communication : socket parallélisme à mémoire distribuée problèmes rencontrés en système se retrouve en parallélisme.

82 Plan Historique Schéma client/serveur (C/S) Schéma maître/esclaves (M/S) Schéma pair-à-pair 1 Historique 2 3 Schéma C/S Schéma M/S Schéma P2P

83 Schéma client/serveur (C/S) Schéma maître/esclaves (M/S) Schéma pair-à-pair Exécutions distribuées asynchrones Chaque processus se déroule indépendamment des autres processus. Le bloquage en attente d une reception de message peut être interprété comme un point de synchronisation entre ce processus et l émetteur. Plusieurs modèles de programmation distribuée et parallèle suivent des schémas d exécution distribuée asynchrones.

84 Schéma client/serveur (C/S) Schéma maître/esclaves (M/S) Schéma pair-à-pair Schémas d exécution distribuée asynchrones Le modèle client/serveur (C/S) Le modèle maître/esclave (M/S) Le modèle pair-à-pair (P2P)

85 Schéma client/serveur Schéma client/serveur (C/S) Schéma maître/esclaves (M/S) Schéma pair-à-pair un serveur des clients initiative aux clients un serveur plusieurs services

86 Schéma client/serveur Schéma client/serveur (C/S) Schéma maître/esclaves (M/S) Schéma pair-à-pair demande de service réponses Client Client Client Serveur Client Client

87 Schéma maître/esclaves Schéma client/serveur (C/S) Schéma maître/esclaves (M/S) Schéma pair-à-pair d un certain point de vue, ce schéma est l inverse du client/serveur : client/serveur : une multitude de clients et un serveur. maître/esclaves : un client et une multitude de serveurs. initiative au maître qui distribue du travail aux esclaves.

88 Schéma maître/esclaves Schéma client/serveur (C/S) Schéma maître/esclaves (M/S) Schéma pair-à-pair Esclave retour du résultat envoi de travail Esclave Esclave Maitre Esclave Esclave

89 Différence conceptuelle Schéma client/serveur (C/S) Schéma maître/esclaves (M/S) Schéma pair-à-pair Client/serveur : chaque interaction (requête/réponse) correspond à une tâche indépendante. Maître/esclaves : concept centralisé. Le maître construit quelque chose et requiert l aide. Chaque interaction (envoi de travail/retour de résultat) peut ou non être indépendant des autres. Analogie immobilière : un constructeur de maisons et des clients : client/serveur : projets indépendants. un maître d oeuvre et des artisans : modèle maître/esclaves : différentes tâches pour un unique projet.

90 Différence conceptuelle Schéma client/serveur (C/S) Schéma maître/esclaves (M/S) Schéma pair-à-pair Client/serveur : chaque interaction (requête/réponse) correspond à une tâche indépendante. Maître/esclaves : concept centralisé. Le maître construit quelque chose et requiert l aide. Chaque interaction (envoi de travail/retour de résultat) peut ou non être indépendant des autres. Analogie immobilière : un constructeur de maisons et des clients : client/serveur : projets indépendants. un maître d oeuvre et des artisans : modèle maître/esclaves : différentes tâches pour un unique projet.

91 Différence conceptuelle Schéma client/serveur (C/S) Schéma maître/esclaves (M/S) Schéma pair-à-pair Client/serveur : chaque interaction (requête/réponse) correspond à une tâche indépendante. Maître/esclaves : concept centralisé. Le maître construit quelque chose et requiert l aide. Chaque interaction (envoi de travail/retour de résultat) peut ou non être indépendant des autres. Analogie immobilière : un constructeur de maisons et des clients : client/serveur : projets indépendants. un maître d oeuvre et des artisans : modèle maître/esclaves : différentes tâches pour un unique projet.

92 Différence conceptuelle Schéma client/serveur (C/S) Schéma maître/esclaves (M/S) Schéma pair-à-pair Client/serveur : chaque interaction (requête/réponse) correspond à une tâche indépendante. Maître/esclaves : concept centralisé. Le maître construit quelque chose et requiert l aide. Chaque interaction (envoi de travail/retour de résultat) peut ou non être indépendant des autres. Analogie immobilière : un constructeur de maisons et des clients : client/serveur : projets indépendants. un maître d oeuvre et des artisans : modèle maître/esclaves : différentes tâches pour un unique projet.

93 Différence conceptuelle Schéma client/serveur (C/S) Schéma maître/esclaves (M/S) Schéma pair-à-pair Client/serveur : chaque interaction (requête/réponse) correspond à une tâche indépendante. Maître/esclaves : concept centralisé. Le maître construit quelque chose et requiert l aide. Chaque interaction (envoi de travail/retour de résultat) peut ou non être indépendant des autres. Analogie immobilière : un constructeur de maisons et des clients : client/serveur : projets indépendants. un maître d oeuvre et des artisans : modèle maître/esclaves : différentes tâches pour un unique projet.

94 Schéma pair-à-pair Schéma client/serveur (C/S) Schéma maître/esclaves (M/S) Schéma pair-à-pair schéma entièrement distribué, schémas client/serveur et/ou maître/esclaves généralisés, chaque entité (pair) remplie les deux rôles.

95 Schéma pair-à-pair Schéma client/serveur (C/S) Schéma maître/esclaves (M/S) Schéma pair-à-pair Pair Pair Pair Pair Pair Pair