Многопрофильным научный журнал


Logical Units of Execution and Storage



жүктеу 6.13 Mb.
Pdf просмотр
бет23/38
Дата15.03.2017
өлшемі6.13 Mb.
1   ...   19   20   21   22   23   24   25   26   ...   38

 
Logical Units of Execution and Storage 
In this paper, we define a task as a sequence 
of  instructions  that  operate  together  as  a  group 
corresponding  to  some  logical  part  of  a  program. A 
task,  that  is  implemented  in  a  procedural 

ЖАРАТЫЛЫС ҒЫЛЫМДАРЫ 
 
148
programming language, has well defined inputs and 
outputs  and  it  has  to  be  executed  on  a  PU  on 
purpose to do some modification on its output data. 
When  a  task  is  submitted  for  execution,  a  discrete 
index  space  is  also  defined  by  the  caller.  For  each 
point of this index space, an in-stance of the task is 
executed,  which  is  called  work-item  (WI).  WIs  are 
only  distinguished  from  each  other  by  their  own 
index space positions. 
Bundling  WIs  in  a  sub-space  of  the  index 
space,  work-groups(WG)  force  a  coarser  grained 
decomposition of the index space. WIs are executed 
by single PEs maybe as part of a WG running on a 
PA.  Each  WI  operates  according  to  the  same  task 
but  the  actual  sequence  of  instructions  can  be 
different across the set of WIs. WIs with in a WG are 
executed  concurrently  and  may  interact  through 
local memory objects and WG barriers implemented 
by  the  PA  [3].  The  number  of  WGs  can  be  usually 
higher than the number of PAs for a specific device 
as  well  as  the  number  of WIs  is  usually  not  limited 
by the number of PEs in a PA. 
Memory objects (MO) store linear collection of 
bytes  in  a  memory  space.  Variables,  arrays, 
textures,  or  data  structures  can  also  be  considered 
as  MOs.  MOs  are  randomly  addressable  using 
pointers or maybe real valued positions by the target 
WIs.  In  contrast,  MOs  are  usually  not  directly 
accessible  by  the  source WI,  which  can manipulate 
them  only  by  API  calls.  Task  instances  of  a  job 
running  on  a  compute  cluster,  instances  of  a 
process executed on an SMP thread, and instances 
of a kernel that are executed on a GPU 
Problem Space Mapping and Virtualization 
Using  the  elements  of  the  execution  model, 
parallel and distributed tasks can be designed that is 
executed  on  an  abstract  multi-level  hardware 
architecture.  Nevertheless,  re  implementing  a 
parallel  algorithm  originally  designed for  the  shared 
memory  architecture  of  a  single  GPU,  on  a 
distributed  memory  architecture  is  usually  not  a 
trivial “porting issue”. In general, it can be performed 
easily  only  for  the  simplest  classes  of  problems  – 
when  the  parallel  task  in-stances  (e.g.  kernel 
executions  for  the  GPU)  work  on  different  data 
without  any  communication.  Even  so,  suitable 
guidelines  can  be  defined  for  the  more  general 
problem  domain  defined  that  enables  detaching  the 
memory  and  address  space  management  from  the 
algorithmic  code.  Any computational  problem  has  a 
common,  well  defined  purpose,  inputs  and  outputs 
in case  of  any implementations,  which may  differ in 
the  details  of  the  applied  variant  of  the  algorithm. 
Thus,  it  is  a  reasonable  expectation  for  a 
computational  system  to  provide  an  interface  that 
represents  an  abstract  solution  for  a  certain 
computational  problem  with  specified  inputs  and 
outputs. 
Any  computational  problem  has  a  common, 
well  defined  purpose,  inputs  and  outputs  in  case  of 
any implementations, which may differ in the details 
of  the  applied  variant  of  the  algorithm.  Thus,  it  is  a 
reasonable  expectation  for  a  computational  system 
to  provide  an  interface  that  represents  an  abstract 
solution  for  a  certain  computational  problem  with 
specified  inputs  and  outputs.  This  interface 
completely  obscures  the  hardware  architecture,  the 
related  underlying  scheduling  and  communication 
mechanisms. 
We  advise  to  introduce  this  abstraction  here 
as  a  third  layer  instead  of  trying  to  force  into  the 
second one. Using this abstraction, the memory and 
address  space  management  and  the  algorithmic 
code  can  be  separated.  This  enables  the 
virtualization of hardware resources of multiple PUs 
for  the  source  WI,  and  it  also  makes  possible  the 
virtualization  of  the  execution  environment  for  the 
target WIs that can be exploited for writing reusable 
task  codes  [4].  This  is  advantageous  since  tasks 
usually have very similar implementation that can be 
usually fused by defining a simple memory address 
translation for the input/output data. 
In  the  terms  of  our  model,  an  abstract  task 
solves  a  certain  computational  problem  on  well 
defined  data.  For instance,  an  abstract  task  can  be 
multiplication  of  two  sparse  matrices,  sorting  a 
sequence, or reconstruction of a volume from its X-
ray  projections.  An  abstract  task  refers  of  a  set  of 
different tasks that implement the functionality of the 
abstract  task,  and  a  control  logic  that  selects  and 
parameterizes  one  of  these  tasks  for  a  given 
abstract  hardware  configuration  and  the  specified 
extent  of  the  input/output  data.  Dealing  with 
computational 
problems 
with 
high 
memory 
requirements, the 
Geometric  Decomposition  design  pattern 
[Mattson et al.2005] is an appropriate solution to the 
recurring  problem  of  execution  organization  and 
managing  data  decomposition  among  multiple  WIs 
of the adjacent levels of parallelism [5]. In this case, 
the problem space is partitioned into chunks, where 
the  solution  for  each  chunk  can  be  solved  using 
data  from  only  a  few  other  chunks.  This  scheme 
requires the following operations to be implemented 
for a certain task: 
- The global problem space is partitioned into 
coarse-grained  chunks  by  the  split  and  merge 
operation pair considering the shape of the chunks. 
Decomposition  can  be  performed  using  write  and 
read memory copies or memory mappings. 
-  The  exchange  operation  ensures  that  each 
task  has  access  to  all  data  needed  for  its 
subsequent  execution  by  target-to-target  data 
transfer. 
-  The  computation  is  done  by  the  execute 
operation, that up-dates the data within the chunk by 
instantiate WIs on the tar-get PU. 
To 
efficiently 
encapsulate 
the 
data 
decomposition  strategy  for  both  memory  transfer 
operations  like  split,  exchange,  merge,  and  for 
unifying the environment for the called WIs we apply 
address translators (AT) [Lefohn et al. 2006]. An AT 
is  an  object  for  memory  read  and  write  operations 

ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ 
 
149
supporting  both  random  access  reads  and  writes, 
and  range  translations  to  support  efficient  memory 
copy operations. 
Technically,  only  the  index  space  splitting 
scheme  have  to  be  specified  by  the  programmer, 
since it is closely related to the solved problem. We 
think  there  is  no  framework  that  can  do  it 
automatically,  thus  in  our  solution  just  a  structured 
way  is  defined  for  the  programmer  to  express  it. 
Nevertheless,  the  number  of  practical  splitting 
schemes  is  usually  low,  usually  cloning  or  modulo 
partitioning  (for  instance  into  stripes  or  chessboard 
cells)  is  appropriate  [6].  This  index  space  splitting 
scheme  then  directly  implies  the  automatic 
execution  of  instantiation  and  memory  space 
manipulation  commands.  As  an  example,  distribu-
tion  of  the  problem  space  among  job  in-stances, 
SMP  processes,  and  GPU  kernel  instances.    The 
specific  task  implementation  of  the  abstract  task  is 
selected  based  on  the  hardware  resources  and 
extent  of  the  input/output  data.  The  hardware 
resources  and  the  input/output  data  also  rules  the 
selection and the parameterization of the split/merge 
parameters and the address translators 
 
References: 
1. A. V., A. 2007. A Higher-Level and Portable 
Approach to GPGPU programming. In 
Proceedings of SYRCoSE’2007. 
2.  AMD/ATI.  2008.  ATI  Stream  Computing  – 
Technical Overview. Tech.rep., AMD Inc. 
3.  2006.  Brahma: Shader  Meta-Programming 
framework .NET. http://brahma.ananthonline.net/. 
4.  BUCK,  I.,  FOLEY,  T.,  HORN,  D.,  SUGER-
MAN,  J.,  FATAHALIAN,  K.,HOUSTON,  M.,AND 
HANRAHAN,  P.  2004.  Brook  for  GPUs:  Stream 
Computing  on  Graphics  Hardware.  ACM  Trans. 
Graph. 23, 3, 777–786. 
5.  CABRAL,  B.,  CAM,  N.,  AND  FORAN,  J. 
1994. Accelerated volume rendering and tomograp-
hic  reconstruction  using  texture  mapping  hardware. 
In VVS ’94: Proceedings of the 1994 symposium on 
Volume visualization, ACM, New York, NY, USA, 91–
98. 
6.  FELDKAMP,  L.  A.,  DAVIS,  L.  C.,  AND 
KRESS,  J.  W.  1984.  Practical  Cone-Beam  Algo-
rithm. Journal of the Optical Society of America A 1 
(Jun), 612–619. 
 
Түйін 
Берілген  мақалада  GPU  соңғы  модельдері  үшін  көпдеңгейлі  бағдарламалау  модельдерінің 
мүмкіндіктері  суреттелген.  GPU-кластерлі  жүйелері  үшін  графикалық  орталық  масштабталған 
көппроцессорлы жүйелері арқылы жұмыс жасайтын кооперативті жүйелер құрылымы берілген. 
Резюме 
В  этой  статье  описаны  возможности  многоуровневой  модели  программирования  для 
последних  GPU  на  основе  высокопроизводительных  вычислительных  систем.  Использование 
кооперативной  системы  и  симметричной  многопроцессорной  модели  чтения,  предоставляющая 
вычислительную  структуру,  которая  работает  через  масштабируемую  многопроцессорную 
графическую среду для GPU-кластерных систем. 
 
 
УДК 004.67 
 
ПРОБЛЕМА СБОРА, НАКОПЛЕНИЯ И РАСПРОСТРАНЕНИЯ 
ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ 
 
Абдрахманова  А.Б.  –  магистрант  Костанайского  государственного  университета  им. 
А.Байтурсынова 
Усембаева  А.У.  –  старший  преподаватель  кафедры  информатики  и  математики 
Костанайского государственного университета им. А.Байтурсынова 
 
Аннотация 
В  статье  рассмотрены  основные  проблемы  сбора,  накопления  и  распространения 
экологической информации, описан Закон РК об «экологической информации». Выявлены основные 
этапы  работы  с  экологической  информацией,  а  также  проблемы  пользователя  сети  Internet  при 
поиске экологической информации. 
Ключевые  слова:  экологическая  информация,  сбор,  накопление  информации,  анализ, 
обработка. 
 
Проблемы  экологии  являются  сферой  ин-
тересов  и  деятельности государственных  орга-
нов,  общественных  организаций,  научно-иссле-
довательских учреждений 
и 
т.д. 
Владение 

ЖАРАТЫЛЫС ҒЫЛЫМДАРЫ 
 
150
экологической информацией имеет первостепен-
ное значение  для  обеспечения  рационального 
использования природных ресурсов и охраны ок-
ружающей  среды.  Библиотеки  накопили  богатый 
опыт  в  сборе  и предоставлении  подобной  ин-
формации.  
В  Казахстане   существует достаточно  раз-
витое  законодательство  по  вопросам  сбора,  на-
копления,  распространения  и  доступа  к  экологи-
ческой информации. 
Настоящий Закон в соответствии с Конвен-
цией  о  доступе  к  информации,  участию  общест-
венности  в  процессе принятия  решений  и  досту-
пе к правосудию по вопросам, касающимся окру-
жающей среды от 25 июня 1998 года закрепляет 
право  граждан  и  организаций  на  доступ  к  эколо-
гической информации и предусматривает право-
вые,  экономические  и  организационные  основы 
реализации данного права. 
Экологическая  информация  -  любая  ин-
формация  в  письменной,  аудиовизуальной, 
электронной  или  любой  иной  материальной 
форме о: 
1)  состоянии  объектов  охраны  окружаю-
щей  среды,  включая  атмосферу,  воды,  почву, 
землю,  недра,  растительный  и  животный  мир,  а 
также их взаимодействии; 
2) любой хозяйственной или иной деятель-
ности физических или юридических лиц, а также 
таких факторах,  как  вещества,  энергия,  шум  или 
излучение,  оказывающих  или  могущих  оказать 
воздействие  на  объекты  охраны  окружающей 
среды, указанные в пункте 1; 
3)  деятельности  государственных  органов 
и  организаций,  находящихся  в  ведении  госу-
дарственных  органов,  в  пределах  их  компетен-
ции по охране окружающей среды, включая при-
родоохранных  планах,  программах,  проектах  и 
иных мероприятиях, направленных на охрану ок-
ружающей среды; 
4)  состоянии  здоровья  и  безопасности 
граждан,  состоянии  зданий,  строений  и  соруже-
ний  в  той  степени,  в  какой  на  них  воздействует 
или  может  воздействовать  состояние  объектов 
охраны  окружающей  среды,  или,  посредством 
этих  объектов,  факторы,  деятельность  или 
меры, указанные в пунктах 2 и 3. 
Закон  регулирует  общественные  отноше-
ния,  возникающие  в  связи  с  реализацией  прав 
граждан  и  организаций  на  доступ  к  экологичес-
кой информации. 
Любому  физическому  или  юридическому 
лицу гарантируется право на свободный доступ к 
экологической  информации,  располагаемой  ор-
ганами  обращения,  без  необходимости  форму-
лировать  свой  интерес  в  получении  такой  ин-
формации  в  порядке  и  способом,  предусмотрен-
ными настоящим Законом. Лицо, заинтересован-
ное  в  получении  экологической  информации, 
также  может  обратиться  в  любой  орган  обраще-
ния,  располагающий  запрашиваемой  экологи-
ческой информацией, вне зависимости от своего 
места жительства или места нахождения [1]. 
Для предоставления экологической инфор-
мации подается заявление о предоставлении ин-
формации  заинтересованным  лицом  в  орган  об-
ращения  в  письменной  форме  и,  кроме  све-
дений,  подлежащих  указанию  в  соответствии  с 
Указом 
Президента 
Республики 
Казахстан, 
имеющим силу закона, "О порядке рассмотрения 
обращений граждан", должно в обязательном по-
рядке  содержать:1)  фамилию,  имя,  отчество  и 
данные  о  месте  жительства  гражданина  (наиме-
нование  и  место  нахождения  для  юридического 
лица);  2)  описание  запрашиваемой  экологичес-
кой  информации,  позволяющее  конкретно  опре-
делить  ее  объем  и  содержание;  3)  приемлемые 
для заявителя форму и способ получения эколо-
гической информации с учетом требований. 
Орган  обращения,  рассмотрев  поступив-
шее  заявление  о  предоставлении  экологической 
информации,  принимает  решение  о  предостав-
лении  или  отказе  в  предоставлении  экологи-
ческой информации. 
Порядок  предоставления  экологической 
информации 
1.  В  случае  принятия  решения  о  пре-
доставлении  экологической  информации  орган 
обращения  предоставляет  запрашиваемую  эко-
логическую  информацию  не  позднее  одного  ме-
сяца  с  момента  подачи  заявления  о  предостав-
лении экологической информации. 
2.  В  исключительных  случаях  при  боль-
шом  объеме  или  сложности  запрашиваемой  ин-
формации  срок  предоставления  экологической 
информации  может  быть  продлен,  но  не  более 
чем  до  двух  месяцев  с  момента  подачи  заявле-
ния  о  предоставлении  экологической  информа-
ции.  При  этом  соответствующий  орган  обраще-
ния  информирует  заявителя  в  письменной  фор-
ме с указанием срока и причин такого продления. 
3.  Срок предоставления экологической ин-
формации  увеличивается  также  в  случае  нап-
равления  органом  обращения  заинтересован-
ному лицу письменного запроса в соответствии с 
пунктом  1  статьи  11  настоящего  Закона  на  срок, 
предусмотренный пунктом 2 этой же статьи, если 
только  данное  заинтересованное  лицо  не  пре-
доставило  ответ  на  запрос  в  более  короткий 
срок. 
4.  В  случае,  если  информация,  не  подле-
жащая  раскрытию  в  соответствии  со  статьями  9 
и 10 настоящего Закона, может быть отделена от 
остальной запрашиваемой экологической инфор-
мации  без  ущерба  для  конфиденциальности  ин-
формации,  не  подлежащей  разглашению,  орган 
обращения  предоставляет  остальную  часть  зап-
рашиваемой  экологической  информации.  При 
этом  заявитель  информируется  об  основаниях 
отказа  в  предоставлении  части  запрашиваемой 
экологической  информации,  признанной  конфи-
денциальной. 

ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ 
 
151
5.  Экологическая 
информация 
предос-
тавляется  заявителю  в  объеме,  содержании, 
форме  и  способом,  указанными  в  заявлении  о 
предоставлении  экологической  информации,  с 
учетом требований пункта 4 статьи 5 настоящего 
Закона.  При  необходимости  к  материалам,  со-
держащим  экологическую  информацию,  прила-
гаются  копии  документов,  подтверждающих  эту 
информацию. 
Экологическая  информация  предостав-
ляется  бесплатно  либо  за  плату,  не  превышаю-
щую  стоимости  копирования  и  (или)  иной  под-
готовки  материалов,  содержащих  запрашивае-
мую экологическую информацию.[1] 
Национальный  доклад  о  состоянии  окру-
жающей среды в Республике Казахстан 
1.Центральный  исполнительный  орган  в 
области  охраны  окружающей  среды  с периодич-
ностью  один  раз  в  2  года публикует  в  средствах 
массовой  информации  и  распространяет  Нацио-
нальный доклад о состоянии окружающей среды 
в Республике Казахстан. Порядок опубликования 
и  распространения  Национального  доклада  о 
состоянии  окружающей  среды  в  Республике  Ка-
захстан  определяется  Правительством  Респуб-
лики Казахстан. 
2. Национальный доклад о состоянии окру-
жающей  среды  в  Республике  Казахстан  должен 
содержать следующие сведения: 
1) об общем состоянии и уровне загрязнен-
ности окружающей среды на территории отдель-
ных областей и по республике в целом; 
2)  о  расходовании  средств  республи-
канского  бюджета  и  иных  не  запрещенных  зако-
нодательством  средств  на  природоохранные 
планы, программы, проекты и иные мероприятия 
по  охране  окружающей  среды по  отдельным  об-
ластям и по республике в целом;  
3)  об  объемах  имеющихся  запасов  и 
объемах  использования  и  воспроизводства  при-
родных  ресурсов  на  территории  отдельных 
областей и по республике в целом; 
4)  о  способах  и  уровне  воздействия  на  ок-
ружающую среду хозяйственной и иной деятель-
ности физических и юридических лиц, в частнос-
ти  об  объемах  производимых  сбросов  и  выбро-
сов на территории отдельных областей и по рес-
публике в целом; 
5)  о  количественных  показателях  наруше-
ний физическими и юридическими лицами требо-
ваний  законодательства  об  охране  окружающей 
среды  на  территории  отдельных  областей  и  по 
республике в целом; 
6)  о  предъявленных  центральным  испол-
нительным  органом  в  области  охраны  окружаю-
щей  среды  и  его  территориальными  органами 
претензиях  и  исках  в  суд,  связанных  с  возме-
щением ущерба (вреда) окружающей среде, здо-
ровью и имуществу граждан, причиненного нару-
шением требований законодательства об охране 
окружающей 
среды, 
а 
также 
результатах 
предъявления  претензий  и  судебных  разбира-
тельств по таким искам. 
Сбор,  накопление,  распространение,  дос-
туп  к  экологически  значимой  информации  регу-
лируется  также  рядом  природоохранительных 
актов,  предусматривающих  разнообразные  пути 
и  формы  сбора,  накопления  и  иные  виды  обра-
щения с такой информацией. 
Чрезвычайно  важно  информирование  на-
селения  об  экологически  значимых  факторах, 
влияющих на здоровье людей. 
Неправомерный отказ в доступе к экологи-
ческой информации, а равно не предоставление, 
несвоевременное  предоставление  либо  предос-
тавление неполной или заведомо ложной инфор-
мации  могут  быть  обжалованы  в  судебном  по-
рядке [1]. 
Основные  этапы  работы  с  информа-
цией 
Работа  с  информацией  вообще  и  с  эколо-
гической  информацией  в  частности  –  довольно 
сложный  процесс,  состоящий  из  нескольких  эта-
пов. Поэтому прежде чем говорить об отдельных 
проблемах, которые могут встретиться при рабо-
те  с  экологической  информацией,  опишем  весь 
алгоритм целиком. В обобщенном виде мы пред-
ставляем его себе следующим образом: 
1.  Определение цели и составление плана 
работы. 
2.  Сбор информации. 
3.  Анализ и обработка полученной инфор-
мации, вывод результатов обработки. 
4.  Подготовка материала (интерпретация в 
соответствии  с  целями  работы,  а  также  в  соот-
ветствии  с  особенностями  аудитории  –  напри-
мер,  упрощение  сложной  технической  информа-
ции). 
Рассмотрим каждый этап более подробно. 
Определение цели и составление плана 
работы 
С определения цели, в идеале, должна на-
чинаться любая работа. От того, какая цель пос-
тавлена, зависит характер информации, которую 
вам  предстоит  собрать,  ее  источники  и  методы 
обработки  информации,  глубина  анализа  проб-
лемы.  Необходимо  представлять,  о  какой  проб-
леме  или  о  каком  событии  вы хотите  рассказать 
людям [2]. 
Но, допустим, вы по заданию редакции на-
чали  работу  над  темой,  с  которой  вы  совершен-
но  не  знакомы.  Типичная  ситуация,  не  правда 
ли? Как в этом случае определить цель? Задайте 
себе  такие  вопросы:  сколько  времени  у  вас  на 
подготовку  материала,  каков  будет  жанр  мате-
риала  (понятно,  что  условия  работы  над  корот-
кой новостью и аналитической статьей будут раз-
ными),  насколько  серьезно  вы  намерены  углуб-
ляться  в  данную  проблему  (то  есть  насколько 
лично вы в ней заинтересованы)? На начальном 
этапе можно формулировать цель как "прояснить 
суть проблемы и понять, каковы возможные пути 
ее  решения".  По  мере  изучения  разного  рода 
1   ...   19   20   21   22   23   24   25   26   ...   38


©emirsaba.org 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет