PVM是一个在网络上的虚拟并行机系统的软件包。它允许将网络上基于UNIX操作系统的并行机和单处理机的集合当成一台单一的“并行虚拟机”来使用。
2.1 PVM的产生和发展
PVM的开发最早开始于1989年夏天,目前它的开发队伍包括美国橡树岭国家实验室(ORNL)、Tennessee大学、Emory大学以及CMU等单位,并得到美国能源部、国家科学基金以及田纳西州的资助。PVM是一套并行计算工具软件,支持多种体系结构的计算机,象工作站、并行机以及向量机等,通过网络将它们连起来,给用户提供一个功能强大的分布存储计算机系统。PVM支持C和Fortran两种语言,目前已发展到3.4版,由于它是免费的,因此使用范围非常广泛。
2.2 PVM的特点
PVM支持用户采用消息传递方式编写并行程序,计算以任务(task)为单位,一个任务就是一个UNIX进程,每个任务都有一个taskid来标识(不同于进程号)。PVM支持在虚拟机中自动加载任务运行,任务间可以相互通讯以及同步。在PVM系统中,一个任务被加载到哪个结点上去运行,一般来说,对用户是透明的(PVM允许用户指定任务被加载的结点),这样就方便了用户编写并行程序。
归结起来,PVM的特点有如下几点:
PVM系统支持多用户及多任务运行,多个用户可将系统配置成相互重叠的虚拟机,每个用户可同时执行多个应用程序。
易于编程。PVM支持多种并行计算模型,用户使用PVM提供的函数库可进行并行程序或分布式程序的设计工作,使用传统的C语言和Fortran语言。
系统提供了一组便于使用的通信原语,可实现一个任务向其它任务发消息,向多个任务发消息,以及阻塞和无阻塞收发消息等功能,用户编程与网络接口分离。系统还实现了通信缓冲区的动态管理机制,每个消息所需的缓冲区由PVM运行时动态申请,消息长度只受结点上可用存储空间的限制。
PVM提出了进程组的概念,可以把一些进程组成一个进程组,一个进程可属于多个进程组,而且可以在执行时动态改变。
支持异构计算机联网构成并行虚拟计算机系统且易于安装、配置。PVM支持的异构性分为三层:机器层、应用层和网络层。也就是说,PVM允许应用任务充分利用网络中适于求解问题的硬件结构;PVM处理所有需要的数据转换任务;PVM允许虚拟机内的多个机器用不同的网络(FDDI,Token RING和Ethernet等)相连。
具有容错功能,当发现一个结点出故障时,PVM会自动将之从虚拟机中删除。
结构紧凑。整个系统只占3M左右的空间,并且该软件系统是免费提供的。
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