Cluster

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Cluster: Computação de Alto Desempenho
Hilário Viana Bacellar
Instituto de Computação, Universidade
Estadual de Campinas
Av. Albert Einstein 1251, Cidade
Universitária, CEP 13083-970
Campinas, SP, Brasil

hvbacellar@gmail.com
RESUMO
Este artigo apresenta um estudo sobre a computação de alto
desempenho de sistemas fracamente acoplados – clusters.
Apresenta a arquitetura comum utilizadana construção de clusters
de computadores, também apresenta soluções de cluster de
software livre, sendo um paralelo e outro que funciona por
migração de tarefas, assim como as bibliotecas de comunicação
paralela, por fim apresenta as vantagens e desvantagens da
computação de alto desempenho cluster.

Palavras-chave
Cluster; Beowulf; OpenMosix; MPI; PVM.

1. INTRODUÇÂO

quantidade decarga que passa a ser processada de maneira
independente, limitando a troca de informação entre os nós dos
clusters.
O objetivo geral desse artigo é fazer um levantamento sobre os
tipos de clusters de alto desempenho, e listar as vantagens e
desvantagens dessa arquitetura.
Para apresentar as vantagens e desvantagens dos clusters o artigo
está organizado da seguinte forma: capitulo 2,fundamentação
teórica, neste capitulo é abordado os principais componentes de
um cluster de alto desempenho. No capitulo 3 é apresentada a
arquitetura de clusters de computadores .No capitulo 4 são
apresentados os tipos mais comuns de clusters de alto
desempenho. No capitulo 5 são escritos as considerações finais
sobre os cluster de computadores abordado nesse artigo.

Atualmente pode-seobservar um grande numero de aplicações
que exigem cada vez mais uma grande quantidade de
processamento de dados, aplicações de mapeamento genético,
computação gráfica, previsões metrológicas e até mesmo
programas que exigem um grande numero de variáveis de entrada.
Para solucionar essa demanda por poder computacional foram
criados os supercomputadores Os supercomputadores que são
sistemasfortemente acoplados possuem um custo elevado e,
portanto não é usual a sua implementação em termos de custo.
Uma alternativa viável para essa demanda é a utilização de
cluster, também conhecido como sistema fracamente acoplado.
Os clusters de computadores processam as tarefas paralelas de
forma transparente, ou seja, aparentando ser um único sistema
para o usuário.
Para a implementação de umcluster, deve-se levar em
consideração a aplicação que será executada, haja vista que, em
problemas de granulosidade fina, o cluster não é tão eficiente
quanto a um supercomputador, entretanto, para os problemas de
granulosidade grossa, o cluster se mostra tão eficiente quanto um
supercomputador.
Conforme explica Kalinka Regina, ao se tratar de problemas de
granulosidade fina a aplicação decluster não se mostra tão
eficiente, devido à necessidade de troca de informações dos nós
com o nó mestre. Essa atividade causa alto tráfego na rede, e isso
interfere diretamente no tempo de execução das tarefas, logo o
cluster perde sua finalidade que é ganhar tempo com o
paralelismo das tarefas [2].
Para o problema de granulosidade grossa, que exige um número
considerável de processamento, asolução via cluster torna-se uma
alternativa viável, uma vez que, cada nó recebe uma grande

Figura 1 - Granulosidade

2. FUNDAMENTAÇÃO TEORICA
Na fundamentação teórica são apresentados conceitos técnicos e
teóricos para o entendimento sobre os clusters de computadores.

2.1 Sistemas Operacionais
A principal função de um sistema operacional é controlar o
funcionamento de um computador,gerenciar a utilização e o
compartilhamento dos seus diversos recursos como processadores,
memórias e dispositivos de entrada e saída [1].

Em clusters o sistema operacional é o principal sistema, e através
dele o sistema deve garantir o funcionamento primordial das
seguintes tarefas:



Memória Virtual (Swap): Memória utilizada para
gerenciar o uso de programas que exijam mais...
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