Параллельное и распределенное программирование на С++

который содержится в листинге 9.5, необходимо запустить в нашей среде MPICH с по м о щ ью слелую щ ей ко м анды.

$ mpirun -np 16 /trap/search_n_rescue

// Листинг 9.5. Реализация MPI-задачами простого
// поиска и имитации спасения поврежденных
// объектов
template<T> bool travel(vehicle *Transport,
set<T> Location, T Object)
{
//.. .
Transport->startEngine(); Transport->moveForward(XDegrees); Transport->turnLeft (YDegrees); //.. .
if (Location.find(Transport->location() == Object){ // . .. rescue()
}
//.. .
}
int main(int argc, char *argv[])
326 Глава 9. Реализация моделей SPMD и MPMD с помощью шаблонов..
{
//...
int Tag = 2; int WorldSize; int TaskRank; MPI_Status Status;  MPI_Init (&argc,&argv);
MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &TaskRank); MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &WorldSize); //. . .
switch(TaskRank) {
case 1: {
//. . .
car * Car;
set<streets> SearchSpace
travel<streets>(Car, SearchSpace,Street); //.. .
}
break;
case 2:
{
//.. .
helicopter *BlueThunder; set<air_space> NationalAirSpace; travel<air_space> (BlueThunder,
NationalAirSpace,
AirSpace);
//.. .
}
//case n: //. . .
}
}

Программа search_n_rescue будет запущена в 16 процессах, причем все процессы потенциально могут выполняться на различных процессорах, а все процессоры — находиться на различных компьютерах. Несмотря на то что все процессы выполняют один и тот же код, их действия могут радикально различаться (как и данные, с которыми они работают). Шаблоны и полиморфизм позволяют отличать одну MPI-задалу от другой (а значит, и данные, которые они будут использовать). Обратите внимание на то, что в листи н ге 9.5 МРI - процесс, у которого TaskRank = 1, будет использовать объект класca Car и контейнер, содержа щ ий streets - объекты . MPI-процесс, у которо г о TaskRank = 2, будет использовать объект класса helicopter и аir_spасе объекты. Обе задачи вызывают шаблонную функцию travel (). Поскольку шаблоннал функция travel () манилулирует указателями на класс vehicle, она может воспользоваться преимущест-вами полиморфизма и выполнять операции с потомками класса vehicle. Это означает, что, хотя все MPI-задачи вызывают одну и гу же функцию travel (), действия, вы полняемые этой функцией, рааличны. Обратите внимание на то, что в функции travel () нет инструкций case или if, которые бы пытались идентифицировать тип vehicle -объекта, с которым она работает. Конкретный vehicle -объект определяется типом, на который используется указатель. Это MPI- приложение может работать потенциально с 16 различными транспортными средствами, каждое из которых характеризуется собственным типом мобильности и областью поиска. Существуют и другие методы, которые можно использовать для реализации модели MPMD в среде MPI, но полиморфический подход обычно требует меньшего объема кода.

Основные два типа полиморфизма, которые мы здесь демонстрируем, — это полиморфизм динамического связывания, по д держиваемый наследованием и виртуальными методами, и параметрический полиморфизм, по д держиваемый шаблонами. Функция travel () в листин г е 9.5 использует оба типа полиморфизма. Полиморфизм, основанный на наследовании, характеризует параметр vehicle *Transport, а параметрический полиморфизм — параметры set<T> и T Object. Параметрический полиморфизм представляет собой механизм, благодаря которому один и тот же код используется для различных типов, передаваемых в качестве параметров. Различные типы полиморфизма, которые позволяют упростить МРТзадачи и сократить код, необходимый для реализации MPI-программы, перечислены в табл. 9.2.

Таблица 9.2. Различные типы полиморфизма, которые можно использовать  для упрощения МРI-задач

Типы полиморфизма	Механизмы	Описание
Динамический	Наследование и виртуальные методы	Вся информация, необходимая для определения того, какие виртуальные методы будет вызывать функция, неизвестна до выполнения программы
Параметрический	Шаблоны	Механизм, в котором один и тот же код используется для различных типов, которые передаются как параметры