İçeriğe atla

Beowulf kümesi

McGill Üniversitesi pulsar grubu tarafından ikili pulsarlardan nabız aramak için kullanılan 52 düğümlü Beowulf kümesi olan The Borg

Bir Beowulf kümesi, bir çeşit bilgisayar kümesidir. Beowulf kümesi genelde özdeş bilgisayarlardan oluşur. Bu bilgisayarlar, hedef işlemin küme üyeleri arasında paylaşılmasını mümkün kılacak kütüphanelerin ve programların kurulu olduğu küçük bir yerel ağa bağlanır. Sonuç olarak ise ucuz kişisel bilgisayar donanımından yüksek performanslı bir paralel bilgi işlem kümesi elde edinilmiş olunur.

Beowulf ismi aslında 1994 yılında NASA'da Thomas Sterling ve Donald Becker tarafından inşa edilen bir bilgisayardan gelmektedir.[1]

Belirli bir yazılım parçası bir kümeyi Beowulf olarak tanımlamaz. Beowulf kümeleri genelde BSD, Linux veya Solaris gibi Unix benzeri bir işletim sistemi çalıştırır ve ücretsiz ve açık kaynaklı yazılımlardan oluşturulur. Yaygın olarak kullanılan paralel işleme kütüphaneleri arasında İleti Geçiş Arabirimi (Message Passing Interface-MPI) ve Paralel Sanal Makine (Parallel Virtual Machine-PVM) bulunur. Her ikisi de programcının bir görevi ağa bağlı bir grup bilgisayar arasında bölmesine ve işleme sonuçlarını toplamasına izin verir. MPI yazılımının örnekleri arasında OpenMPI ve MPICH bulunur. Ek MPI uygulamaları mevcuttur.

(2014 (2014) itibarıyla) Beowulf sistemleri dünya çapında, esas olarak bilimsel hesaplamalaru desteklemek için çalıştırılmaktadır.

Barcelona Süper Hesaplama Merkezi'ndeki ilk Beowulf kümesinin detayı

İşletim sistemleri

Beyaz kutu PC'lerden oluşan ev yapımı Beowulf kümesi

(2014 (2014) itibarıyla) bir dizi Linux ve en az bir BSD dağıtımı, Beowulf kümeleri oluşturmak için tasarlanmıştır. Bunlar:

  • MOSIX, hesaplama açısından yoğun, IO-düşük uygulamalara yönelik
  • ClusterKnoppix (Knoppix tabanlı)
  • Kerrighed
  • Rocks Cluster Distribution
  • Scyld
  • DragonFly BSD
  • Quantian, Knoppix ve ClusterKnoppix tabanlı bilimsel uygulamalara sahip bir canlı sistem
  • KestrelHPC
  • ABC GNU / Linux (Ubuntu tabanlı)
  • Kentucky Linux Athlon Testbed
  • PelicanHPC (Debian Live tabanlı )

Knoppix önyüklenebilir CD'leri OpenMosix ile birlikte kullanarak bir küme oluşturulabilir. Bilgisayarlar, kümedeki tüm CPU'ları ve RAM'i kullanarak bir Beowulf kümesi oluşturmak için karmaşık yapılandırmalara gerek olmadan otomatik olarak birbirine bağlanır. Bir Beowulf kümesi sınırsız sayıda bilgisayardan oluşabilir fakat sınırlayıcı faktör ağın kapasitesidir.

Bir Beowulf Kümesi için işletim sistemlerinin ve diğer yazılımların sağlanması, OSCAR (Open Source Cluster Application Resources) gibi yazılımlar kullanılarak otomatikleştirilebilir. OSCAR, bir kümenin ana düğümüne desteklenen bir Linux dağıtımının standart kurulumunun üzerine kurulur.

Kaynakça

  1. ^ Becker, Donald J and Sterling, Thomas and Savarese, Daniel and Dorband, John E and Ranawak, Udaya A and Packer, Charles V, "BEOWULF: A parallel workstation for scientific computation", in Proceedings, International Conference on Parallel Processing vol. 95, (1995). URL http://www.phy.duke.edu/~rgb/brahma/Resources/beowulf/papers/ICPP95/icpp95.html 15 Haziran 2017 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.

Bibliyografi

  • Beowulf Cluster Computing With Windows by Thomas Lawrence Sterling 2001 0262692759 MIT Press
  • Beowulf Cluster Computing With Linux by Thomas Lawrence Sterling 2001 0262692740 MIT Press

Dış bağlantılar

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Unix</span>

UNIX türevi işletim sistemleri çok işlemcili çok pahalı makinelerden tek işlemcili, basit ve çok ucuz ev bilgisayarlarına kadar pek çok cihaz üzerinde çalışabilen esnek ve sağlamlığı çok değişik koşullarda test edilmiş sistemlerdir. Fakat özellikle kararlı yapısı ve çok kullanıcılı-çok görevli yapısıyla çok işlemcili sunucularda adeta standart haline gelmiştir ve özellikle akademik dünyada iş istasyonları üzerinde çok yaygın bir kullanım alanı bulmuştur. UNIX, Interdata 7/32, VAX ve Motorola 68000 arasında hızla yayıldı.

Linux dağıtımı ; Linux çekirdeği, GNU araçları ve bir masaüstü ortamının bir araya gelmesiyle, bu birlikteliği sürdürülebilir şekilde yönetecek bir yapılandırma araçları seti, yazılım güncelleme araçları vb. ile oluşturularak tam teşekküllü bir işletim sistemi haline gelen uygulamalar bütününü ifade eder.

<span class="mw-page-title-main">Sunucu (bilişim)</span> bilgisayar ağlarında, diğer ağ bileşenlerinin (kullanıcıların) erişebileceği, kullanımına ve/veya paylaşımına açık kaynakları barındıran bilgisayar birimi

Sunucu, bilişim alanında "istemci" denilen diğer program ve cihazlara çeşitli işlevler sunan bilgisayar donanımları veya yazılımlarıdır. Bu mimariye istemci-sunucu modeli denir. Sunucular, istemciler arasında veri veya kaynak paylaşımı, bir istemci için hesaplama yapma gibi çeşitli işlevleri yerine getirebilirler. Bu işlevlere genellikle "servis" veya "hizmet" denir. Tek bir sunucu çok sayıda istemciye hizmet verebilir, tek bir istemci de çok sayıda sunucudan hizmet alabilir. İstemci ve sunucu aynı cihaz üzerinde çalışabileceği gibi, istemci ağ üzerinden farklı bir cihazdaki sunucuya da bağlanabilir. Tipik sunucular arasında veritabanı sunucuları, dosya sunucuları, e-posta sunucuları, yazdırma sunucuları, web sunucuları, oyun sunucuları ve uygulama sunucuları sayılabilir.

<span class="mw-page-title-main">Oracle Solaris</span>

Solaris, ilk olarak Sun Microsystems tarafından geliştirilmiş, UNIX tabanlı bir işletim sistemidir. 1993 yılında halefi olan SunOS işletim sisteminin yerini almıştır. Ocak 2010'da Oracle firmasının Sun firmasını satın almasıyla Oracle Solaris olarak anılmaya başlanmıştır.

<span class="mw-page-title-main">IBM</span> Amerikan çok uluslu teknoloji şirketi

IBM, merkezi Armonk, New York, ABD'de olan, dünyanın en büyük bilişim teknolojisi şirketlerinden biridir. 410.000'i aşkın çalışanı ile 170'ten fazla ülkede faaliyet göstermektedir. Faaliyet gösterdiği alanlar arasında bilgisayar, middleware ve donanım üretimi, yazılım, internet barındırma hizmeti, kuantum hesaplama, bulut depolama, bulut bilişim, bulut veritabanı, yapay zekâ, otomasyon, robotik, sunucu servisleri, danışmanlık ve AR-GE bulunmaktadır. Dünyada her yıl en fazla yeni patent alan şirket durumundadır.

Paralel hesaplama ya da Koşut hesaplama, aynı görevin, sonuçları daha hızlı elde etmek için çoklu işlemcilerde eş zamanlı olarak işletilmesidir. Bu fikir, problemlerin çözümünün ufak görev parçalarına bölünmesi ve bunların eş zamanlı olarak koordine edilmesine dayanır. Paralel hesaplama ile performans artar, büyük sorunlar daha az sürede çözülür ve bilimdeki gelişmeler paralel hesaplamaya gereksinim duyar.

<span class="mw-page-title-main">PowerPC</span>

PowerPC, AIM olarak bilinen Apple-IBM-Motorola ittifakının 1991'de geliştirdiği bir RISC mikroişlemcisidir. Genel olarak kişisel bilgisayarlar içindir. PowerPC merkezi işlem birimleri (CPU) gömülü (embedded) ve yüksek performans işlemcileri olduğu için popüler olmuştur. PowerPC 1990'da AIM' in ve PReP'in temel taşı oldu, fakat mimari Apple'ın Macintosh'unun 1994–2006 modellerinde daha başarılı bulundu.

Uzaktan Doğrudan Bellek Erişimi , bir bilgisayarın belleğinden diğer bir bilgisayarın belleğine, her iki bilgisayarın da işletim sistemlerini etkilemeden veri aktarımını sağlar. Bu, özellikle büyük, paralel bilgisayar kümeleri için önemli olan yüksek işlem hızlı ve düşük gecikme süreli ağ oluşumuna olanak sağlar.

<span class="mw-page-title-main">Bilgisayar kümesi</span>

Bilgisayar küme gevşek bağlı ve birlikte çalışan bilgisayarların birleştirilmesiyle oluşan bilgisayarlar topluluğudur. Dağıtımlı hesaplamadan farklı olarak, bilgisayar kümelerinin her bir düğümü, yazılım tarafından kontrol edilen ve programlanan aynı görevi gerçekleştirmek üzere ayarlanmıştır.

<span class="mw-page-title-main">Süper bilgisayar</span> döneminde aşırı güçlü olan bilgisayar

Süper bilgisayar basit olarak; yoğun paralel işlemciler, yüksek başarımlı vektör işlemciler ve öbek bilgisayarların oluşturduğu sistem olarak tanımlanabilir. Süper bilgisayarlar bilimde, deney ve hesaplamayı birleştiren hesaplamalı bilim gibi yeni metodolojilerin oluşmasını sağlamıştır. Günümüzde süper bilgisayarlar saniyede yüzlerce trilyon işlem yapar hale gelmiştir. Örneğin, dünyanın en hızlı süper bilgisayarı saniyede 136,8 trilyon kalıcı işlemle Amerika'da Lawrance Livermore National Laboratuvary isimli ulusal laburatuarın kullanımındadır Süper bilgisayarlar ilk defa 1960'larda Seymour Cray tarafından Control Data Corporation'da tasarlandı.

Denektaşı(sınama programı); Bilgisayar mimarisinde bir bileşenin başarımını, o bileşen üzerinde çeşitli sınamalar yaparak ölçmek için çalıştırılan bir veya bir grup bilgisayar programıdır. Denektaşları ile bilgisayarın bir donanımının karakteristik bir özelliğinin başarımının belirlenmesinde de kullanılır. Örneğin Merkezi İşlem Biriminin (MİB[CPU]) kayan nokta işlemlerindeki başarımını ölçmek için kullanılır. Ayrıca bazı durumlarda bu sınama yazılımların başarımı için de kullanılabilir. Yazılımlar için kullanılan denektaşlarına örnek olarak derleyiciler ya da veritabanı yönetim sistemlerinin başarımlarını ölçen programlar verilebilir.

Programlama paradigmaları, programlama dillerini özelliklerine göre sınıflandırmanın bir yoludur. Diller birden fazla paradigma içinde sınıflandırılabilir.

<span class="mw-page-title-main">Bulut bilişim</span> internet tabanlı bilişim hizmeti

Bulut bilişim, bilgisayarlar ve diğer cihazlar için, istendiği zaman kullanılabilen ve kullanıcılar arasında paylaşılan bilgisayar kaynakları sağlayan, internet tabanlı bilişim hizmetlerinin genel adıdır. Bulut bilişim bu yönüyle bir ürün değil, hizmettir; temel kaynaktaki yazılım ve bilgilerin paylaşımı sağlanarak, mevcut bilişim hizmetinin; bilgisayarlar ve diğer aygıtlardan elektrik dağıtıcılarına benzer bir biçimde bilişim ağı üzerinden kullanılmasıdır.

<span class="mw-page-title-main">Anaçatı bilgisayar</span>

Bir anaçatı bilgisayar milyonlarca kullanıcıya eş zamanlı olarak farklı hizmetler verebilen, büyük, güçlü ve pahalı bir bilgisayardır. Anaçatı bilgisayarların gücü şu nedenlerden kaynaklanmaktadır:

Bilgi işlem platformu, bir uygulama yazılımı çalıştırmak için donanım mimarisi ve bir yazılım çerçevesi, yazılım, çeşitli bazı kombinasyon veya sıralamalarını içermektedir. Tipik platformlarda bir bilgisayar mimari, işletim sistemi, programlama dilleri ve ilgili kullanıcı arabirimi içerir.

<span class="mw-page-title-main">OpenMP</span>

OpenMP; Solaris, IBM AIX, HP-UX, GNU/Linux, MAC OS X ve Windows işletim sistemleri üzerinde çoğu işlemci mimarisi üzerinde Fortran, C++, C programlama dillerinde çoklu platform paylaşımlı bellek çoklu işlemeyi destekleyen bir uygulama geliştirme arayüzüdür, yani bir API'dir. OpenMP derleyici yönergelerinin kütüphane rutinlerini ve ortam değişkenlerinin çalışma zamanı davranışını etkileyen bir kümesini içerir.

<span class="mw-page-title-main">Özgür ve açık kaynak kodlu yazılım</span> hem kullanımı özgür olan hem de açık kaynak kodlu olan yazılım

Özgür ve açık kaynak kodlu yazılım, kullanıcılara yazılımı ve kaynak kodunu herhangi bir amaç için kullanma, inceleme, değiştirme ve dağıtma özgürlükleri veren bir lisans kapsamında yayınlanan bilgisayar yazılımıdır.

Windows HPC Server 2008, Windows Server-in bileşenedir. 22 Eylül 2008 tarihinde Microsoft tarafından yayımlandı ve Windows Vista ailesi yeni nesil temsilcisi olarak Windows Server 2003-ün halefi ürünüdür. Windows HPC Server 2008 yüksek performanslı bilgi işlem kümeleri gerektiren high-end uygulamalar için tasarlanmıştır.

<span class="mw-page-title-main">XNU</span>

XNU, MacOS işletim sisteminde kullanılmak üzere Aralık 1996'dan beri Apple'da geliştirilen ve Darwin işletim sisteminin bir parçası olarak ücretsiz ve açık kaynaklı yazılım olarak piyasaya sürülen bilgisayar işletim sistemi çekirdeğidir. Ayrıca, iOS, tvOS ve watchOS işletim sistemlerinin çekirdeği olarak da kullanılır. XNU, "X Not Unix"'in bir kısaltmasıdır.

<span class="mw-page-title-main">Advanced Simulation Library</span>

Advanced Simulation Library (ASL), ücretsiz ve açık kaynaklı donanım-hızlandırmalı çoklu fizik simülasyon platformudur. Kullanıcıların C++ dilinde özelleştirilmiş sayısal çözücüler yazmasına ve bunları ucuz FPGA, DSP ve GPU'lardan heterojen kümelere ve süper bilgisayarlara kadar çeşitli çok büyük ölçekte paralel mimariler üzerinde dağıtmasına olanak tanır. Dahili hesaplama motoru OpenCL ile yazılmıştır ve matris içermeyen çözüm tekniklerini kullanır. ASL, seviye kümesi yöntemi, lattice Boltzmann, daldırılmış sınır yöntemi|daldırılmış sınır]] gibi çeşitli modern sayısal yöntemleri uygular. Örgü içermeyen, daldırılmış sınır yaklaşımı, kullanıcıların CAD'den doğrudan simülasyona geçmesine olanak tanıyarak ön işleme çabalarını ve potansiyel hata sayısını azaltır. ASL, özellikle hesaplamalı akışkanlar dinamiği alanında çeşitli birleşik fiziksel ve kimyasal olayları modellemek için kullanılabilir.