자바 병렬 컴퓨팅 환경을 위한 Mpi일대일 통신 패키지의 설계 및 구현

Abstract

최근에 통신과 프로세서 기술이 급속도로 발전함에 따라, 통신망으로 연결된 이기종 컴퓨터들을 이용하는 병렬 컴퓨팅에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 그러나 기존 연구들에서는 응용프로그램들이 서로 호환이 되지 않고, 이기종 컴퓨터사이에서 시스템이 인식되지 않는 다는 여러 가지 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서 병렬/분산 컴퓨팅 환경을 구축하는데 자바를 이용하려는 연구가 증가되고 있다. 이는 자바가 객채 지향 언어이고, 플랫폼 독립적이며, 언어 자체의 네트워킹 지원이 병렬 컴퓨팅 환경에서 자바가 매우 적절한 프로그래밍 언어라는 것을 나타낸다. 본 논문에서는 견고한 메시지 통신 인터페이스를 제공하는 JPPC(Java Point-to-Point Communication) 라이브러리를 설계하고 구현하였다. JPPC는 기존의 프로세서간에 메시지 전송을 위한 MPHMessage Passing Interface)의 일대일 통신 함수를 순수 자바로 구현한 클래스 라이브러리이다 따라서 JPPC 패키지는 호환성, 이식성이 높아서 추가적인 하드웨어 지원이나 시스템 시스템의 변경이 없이도 표준 자바 언어와 가상 머신만 있으면 애플리케이션에 패키지를 임포트(import)하여 프로그래밍 할 수 있다는 특징을 갖는다. JPPC는 MPI와 유사한 프로그래밍 인터페이스를 제공하고, 지연(Blocking)과 비지연(Non-Blocking)의 두가지 버전의 SEND와 RECV함수를 포함한다. 또 이 함수들은 동기화(Synchronous), 버퍼 (Buffered), 표준(Standard) 및 준비(Ready)의 4가지 모드 중 하나로 동작하도록 구현되었다. 마지막으로 본 논문에서 구현된 JPPC 클래스 라이브러리를 제안하고, 이를 이용해 병렬 프로그래밍을 해 봄으로써 사용방법을 알고, 향후 연구과제에 대해서 논하였다.;As the speed for communication between processors grows rapidly, many researches are in progress to construct an efficient parallel computing environment on a cluster of the workstations connected through a network. However, most previous parallel computing environments do not fully provide compatibility and portability. In order to solve these problems, some research groups implemented parallel and distributed computing environments with Java. Java is a proper language for parallel computing since it is object-oriented, platform-independent, and natural for network programming, In this thesis, we designed and implemented a Java package called JPPC (Java MPI Point-to-Point Communication) which supports stable message passing mechanism. JPPC is a Java-based implementation of MPI point-to-pont communication functions. What is needed for JPPC to be used as a parallel programming environment is Java and Java Virtual Machine. Our Java interface provides the same programming as MPI. That is, it includes blocking and non-blocking SEND and REVC. And these functions are actualized by one of the four communication modes - synchronous, buffered,standard or ready. Finally, we gave a sample program which uses JPPC. It shows how easy it is to use JPPC in an ordinary Java program.