卒業研究 JCSPを用いたプログラム開発 05162042　池部理奈.

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1 卒業研究 JCSPを用いたプログラム開発 　池部理奈

2 目次 ① JCSPについて １）JCSP Base Edition ２）JCSP Network Edition ３）JCSPプログラム開発
②　マンデルブロー集合のプログラミング 　　１）プログラム構成 　　２）計算時間の結果 ③　まとめ 池部理奈 卒業研究発表

3 JCSPについて CSP（Communicating Sequential Process)の概念を Javaで実装するためのライブラリ。
SendProc ReadProc Chan ParaMain パラレルプロセスParaMainの構成 池部理奈 卒業研究発表

4 チャネルの種類 One2Oneチャネル Farmer Worker in out Occamではこのタイプのチャネルを使っている
池部理奈 卒業研究発表

5 多対一の関係のチャネル Any2Oneチャネル Farmer0 Worker2 Worker1 Worker0 out in
これらのチャネルは Any側のどのプロセスが通信するか 確定的でない One2Anyチャネル Farmer0 Worker2 Worker1 Worker0 out in 池部理奈 卒業研究発表

6 JCSPの実行形態（1/2） Main P1 P0 P2 JCSPを用いて開発される並列プロセスのプログラムは、主に
２種類の実行形態をとることができる。 １つは、チャネルで接続された複数の並列プロセスを１つのCPU 上で行うタイプ。 P0 P1 P2 Main 計算機（１個のCPU） 池部理奈 卒業研究発表

7 JCSPの実行形態（2/2） P1 P0 P2 もう一方の実行形態は、ネットワークに接続された実際の計算機
（ノード）に各プロセスを配置して実行するタイプ。 P0 Main Node0 P1 Node1 P2 Node2 しかし実際の物理的な ネットワークの接続形態は 必ずしもこのようにはなっていない 池部理奈 卒業研究発表

8 ネットワーク 物理的なノードの接続形態とソフトウェア上のプロセスの 接続形態を合理的にマッピングする必要が生じる。
Node1 Main P1 Node0 Main P0 Node2 Main P2 JCSPには、このチャネルの接続問題を解決するために CNSというものが用意されている！ 池部理奈 卒業研究発表

9 CNS server CNS（チャネルネームサーバー）は、ノードのIPアドレスとチャネルの
名前を管理し、各プロセスからの問い合わせに対応するもの。 プログラムの設計時には物理的なネットワークの接続形態を 考慮する必要がなく、大変便利である。 池部理奈 卒業研究発表

10 JCSPプログラム開発 一般的なプログラム開発 第一段階 ： 一台の計算機内に並列プロセスとして実行
第一段階　：　一台の計算機内に並列プロセスとして実行 第二段階　：　一台の計算機内の複数のJava仮想マシンで 　　　　　　　　　ネットワークプログラムとして実行 第三段階　：　実際のネットワークの複数の計算機でネットワーク 　　　　　　　　　プログラムを実行 CNS Farmer Worker 第一段階 第二段階 第三段階 池部理奈 卒業研究発表

11 マンデルブロー集合のプログラミング プログラムをFarmer部とWorker部に分ける Farmer部
400 400 Farmer 0 Worker 2 Worker 1 Worker 0 池部理奈 卒業研究発表

12 計算時間の比較 粒度、Workerの台数、実行形態に注目して、比較。 ① 粒度を変えて時間を比較。（実行形態：第一段階）
TPCOREと違い、 Worker３台以上でも繋げられる ①　粒度を変えて時間を比較。（実行形態：第一段階） ②　Workerの台数を変えて時間を比較。（実行形態：第一段階） ③　実行形態による時間の比較。（Worker：１台） CNS Farmer Worker 第一段階 第二段階 第三段階 池部理奈 卒業研究発表

13 ①と②の結果 ① 粒度が粗いほうが、計算時間は短い。 ② Workerの台数による時間差はあまりない。
①　粒度が粗いほうが、計算時間は短い。 ②　Workerの台数による時間差はあまりない。 池部理奈 卒業研究発表

14 ③の結果（1/2） CNS Farmer Worker 第一段階 第二段階 第三段階 池部理奈 卒業研究発表

15 ③の結果（2/2） ネットワークに接続すると、非常に時間がかかる。 また、１台のCPU上で実行させるよりも複数台のCPUで実行させた方が、
約２倍ほどはやくなっている。 池部理奈 卒業研究発表

16 なぜCPU複数台のほうがはやい？ F W F W 一台のCPU上では送受信を一本の回線で行う ため、時間がかかってしまうと思われる ▼
data W ack data ack ▼ F W 一台のCPU上では送受信を一本の回線で行う ため、時間がかかってしまうと思われる 池部理奈 卒業研究発表

17 まとめ 今回は単純な計算だったのでネットワークプログラムで 実行させた場合、通信にかかる時間が計算時間の差に 大きく影響していた。
もっと複雑な計算をさせるプログラムにすれば、 複数台のCPUの方がはやい結果が出ると思われる。 池部理奈 卒業研究発表