1 Описание метода решения задачи

В данной курсовой работе необходимо сделать информационно-вычислительную сеть, связанную с распределённой базой данных на основе архитектуры «клиент-сервер».

1.1 Исходные данные (технические требования) на проектирование

Исходные данные (технические требования) на проектирование:

• Планирование разработки базы данных с учётом бизнес-планов и целей организации, составление технического задания, методы сбора данных, определение имени элементов, форматов, видов приложений;

• Определение требований к системе;

• Пользовательское представление – для различных категорий пользователей, кто - где, в каком подразделении работает;

• Сбор и анализ требований пользователей;

• Проектирование базы данных, используя подходы: восходящий и нисходящий;

• Разработка приложений – пользовательского интерфейса и прикладных программ;

• Реализация;

• Преобразование и загрузка данных;

• Тестирование;

• Эксплуатация и сопровождение;

• Использование Case-инструментов;

• Администрирование данных и баз данных.

Разработка программы будет осуществляться методом нисходящего программирования. Была проведена последовательная декомпозиция решаемой задачи.

Система программ функционирует на архитектуре клиент - сервер.

1.2 Mpi (Message Passing Interface)

MPI, или интерфейс передачи сообщений, - это один из старейших API-интерфейсов параллельного программирования, которые применяются и сегодня. Программа MPI - это набор независимых процессов, которые взаимодействуют между собой посредством отправки и получения сообщений. Сильная сторона MPI состоит в том, что этот интерфейс предъявляет очень низкие требования к аппаратной части параллельного компьютера. Все, что нужно этому интерфейсу, - чтобы процессоры или ядра совместно использовали одну сеть, пригодную для передачи сообщений между любыми двумя процессами. Это позволяет MPI работать на любой стандартной параллельной системе, от симметричных многопроцессорных систем до систем с распределенной памятью, от суперкомпьютеров с высокой степенью параллелизма до кластеров.

Интерфейс MPI был создан в начале 90-х годов, когда кластеры только появились, а в области высокопроизводительных вычислений доминировали процессоры с высоким уровнем параллелизма (MPP). Каждый производитель MPP использовал собственную систему обозначений для передачи сообщений. Хотя производителей такой подход очень устраивал, поскольку пользователи оказывались привязаны к их линейке продуктов, программистам он совершенно не нравился. Программное обеспечение живет гораздо дольше, чем оборудование. В отсутствие переносимой системы обозначений, каждый раз при покупке нового компьютера программисты были вынуждены прилагать массу усилий, чтобы перевести свои приложения с одной системы обозначений для передачи сообщений на другую.

Интерфейс MPI не был первой переносимой библиотекой передачи сообщений, но он был первой такой библиотекой, созданной при участии производителей, национальных лабораторий и академических институтов. Поскольку в создании MPI приняли участие практически все ключевые игроки, этот интерфейс быстро стал стандартом для передачи сообщений, используемым в высокопроизводительных вычислениях. И сейчас, спустя почти 15 лет после его создания, интерфейс MPI все еще остается самой популярной системой обозначений для параллельного программирования в области высокопроизводительных вычислений.

В большинстве MPI-программ используется шаблон "Одна программа, разные данные" (Single Program Multiple Data, или SPMD). В его основе лежит простой принцип: каждый элемент обработки (processing element, PE) выполняет одну и ту же программу. Каждому элементу обработки присваивается уникальный целочисленный идентификатор, который определяет его ранг в наборе элементов обработки. Программа использует этот ранг, чтобы распределить работу и определить, какой элемент PE какую работу выполняет. Иными словами, программа всего одна, но благодаря выбору, сделанному в соответствии с идентификатором, данные для каждого элемента обработки могут быть разными. Это и есть шаблон "Одна программа, разные данные".