1 KLASZTER PROGRAMOZÁSI TECHNOLÓGIA ÉS ALKALMAZÁSA A METEOROLÓGIÁBAN Kacsuk Péter Horányi András

Az előadások a következő témára: "1 KLASZTER PROGRAMOZÁSI TECHNOLÓGIA ÉS ALKALMAZÁSA A METEOROLÓGIÁBAN Kacsuk Péter Horányi András"— Előadás másolata:

1 1 KLASZTER PROGRAMOZÁSI TECHNOLÓGIA ÉS ALKALMAZÁSA A METEOROLÓGIÁBAN Kacsuk Péter kacsuk@sztaki.hu www.lpds.sztaki.hu Horányi András horanyi@ieo.met.hu

2 2 Hol tart ma Magyarország? Partnerek: –Koord.: MTA SZTAKI –OMSZ (Országos Meterológia Szolgálat) –SGI Magyarország Kft. Célok: –A P-GRADE párhuzamos programfejlesztő rendszer alkalmazása a Nowcasting programcsomag párhuzamosítására –A P-GRADE rendszer továbbfejlesztése: checkpointing dinamikus terheléselosztás hibatűrés A projekt jellemzői

3 3 Nagysebességű rendszerek fejlődése 2100 Szuper- számítógép 2100 Klaszter Meta- számítógép GFlops Számítógépek Mainframe számítógép

4 4 Mi is az a klaszter? 1. Egy klaszter komplett számítógépeket kapcsol össze (mint a metaszámítógépek) 2. A klasztert alkotó számítógépek lazán csatoltak (mint a metaszámítógépek) 3. A klasztert mint egyetlen, egységes számítási erőforrást használjuk: Single System Image (mint a szuperszámítógépek)

5 5 SZTAKI dedikált klaszter struktúrája szerver Munkaállomás #1 Munkaállomás #2... … Munkaállomás #N 48 port, 24 Gbps kapcsoló 100Mbit/s gyors ethernet

6 6 Klaszterek programozási nehézségei High-Speed Switch Megfigyelés? Programozás?

7 7 Szoftver környezet a klaszteren Operációs rendszerek  RedHat Linux 6.1  Microsoft NT Kommunikációs könyvtárak párhuzamos programozáshoz  PVM (Parallel Virtual Machine)  MPI (Message Passing Interface) Párhuzamos programfejlesztő rendszer  P-GRADE (MTA SZTAKI)

8 8 P-GRADE programfejlesztő rendszer klaszterekhez Világszerte egyedülálló módon grafikával támogatja a párhuzamos programok fejlesztésének minden fázisát. Nagyságrenddel csökkenti a párhuzamos programok fejlesztési idejét. Prototípus nemzetközi EU projekt terméke. Kereskedelmi verzió magyar kutató és fejlesztő munka eredménye (OMFB- 00681/99 projekt)

9 9 P-GRADE elemei +programozási nyelv: GRAPNEL = C + grafika +grafikus programszerkesztő (GRED) +elosztott hibakereső (DIWIDE) +elosztott felügyelő rendszer (GRM) +teljesítmény elemző eszköz (PROVE) Minden eleme grafikus!

10 10 Programtervezés első szintje

11 11 Programtervezés második szintje Grafikus tamogatás  Programszerkesz- téshez Animációs tamogatás  Hibakereséshez

12 12 Klaszter monitorozási eszközeink PROVE High-Speed Switch GRM Monitor P-GRADE

13 13 DIWIDE és PROVE

14 14 Nemzetközi elismertség –Ausztria –Anglia –Spanyolország –Portugália –Lengyelország –Németország –Szlovákia –Görögország –Japán –USA –Mexikó P-GRADE installációk

15 15 Továbbfejlesztési irányok Párhuzamos programfejlesztési környezet család kialakítása P-GRADEVisualMPVisualGrid - checkpointing - dinamikus terheléselosztás - hibatűrés - grid erőforráskezelés - grid monitorozás - mobil processzek

16 16 TOP 500 számítógép alkalmazási területeinek megoszlása

17 17 Alkalmazási területek +Meterológiai előrejelzések +Univerzum vizsgálata +Atomerőmű blokkok működésének modellezése +Szemcsés anyagok keverése és szétválasztása +Kémiai technológia alkalmazások +Anyagtani vizsgálatok

18 18  A RENDELKEZÉSRE ÁLLÓ ÖSSZES METEOROLÓGIAI INFORMÁCIÓ ANALÍZISE (VÁLTOZÓK SZABÁLYOS RÁCSON VALÓ ELŐÁLLÍTÁSA) ÉS ULTRA- RÖVIDTÁVÚ ELŐREJELZÉSE  METEOROLÓGIAI INFORMÁCIÓK: FELSZÍNI MÉRÉSEK, MAGASLÉGKÖRI MÉRÉSEK, RADAR, MŰHOLD, VILLÁM ADATOK, KORÁBBI MODELL EREDMÉNYEK STB.  ALAPVÁLTOZÓK: NYOMÁS, HŐMÉRSÉKLET, NEDVESSÉG, SZÉL  SZÁRMAZTATOTT PARAMÉTEREK: CSAPADÉK HALMAZÁLLAPOTA,LÁTÁS-TÁVOLSÁG, BORULTSÁG, FELHŐTÍPUS, JELEN IDŐ, STB.  HASZNOSULÁS: RIASZTÁSOK VESZÉLYES IDŐJÁRÁSI JELENSÉGEK ESETÉN MEZOSKÁLÁJÚ ANALÍZIS NOWCASTING ÉS DÖNTÉSI RENDSZER MEANDER

19 19 A nowcasting rendszer folyamat- ábrája First guess adatok ALADIN SYNOP adatok műhold adatRadar adat CANARIDelta analízis Alapmezők: nyomás, hőmérséklet, nedvesség, szél. RADAR adatok. Műhold adatok, villámlási adatok. Származtatott mezők: Borultság, felhőtípus Halmazállapot Látástávolság jelenidő ALAPRÁ CS Radarról rácsra Mühold- rácsra Jelenidő számítás Felhőtípus számítás Borultság számolás Látástávolság számolás Csapadék halmazállapot számolás Megjelenítés HAWK meteoroló- gusoknak Külső felhasználók részére GIF Villám adatok Villám dekód

20 20 Köszönöm a figyelmüket ? További információ: www.lpds.sztaki.hu