Parallel Virtual Machine

Parallel Virtual Machine (PVM) について

Parallel Virtual Machine（PVM、仮想並列計算機）は、複数のコンピュータをネットワークで接続し、あたかも一つの巨大な計算機のように利用するためのソフトウェアです。主に並列計算の分野で利用され、複雑な計算処理を効率的に行うことを可能にします。

PVMの特徴

PVMは、アメリカのオークリッジ国立研究所を中心に開発が進められました。その特徴として、以下のような点が挙げられます。

高い互換性: Linux、BSD、Windowsなど、多様なOSで動作します。
容易な入手性: 比較的容易に入手できるため、研究機関などで幅広く利用されています。
並列処理能力: 複数台のコンピュータの計算資源を統合し、単一の大規模な計算問題の処理に活用できます。

PVMの仕組み

PVMをインストールすると、ネットワークで接続された複数のコンピュータが、単一の仮想計算機として機能します。これにより、複数のコンピュータが持つ計算能力を結集し、大規模な計算処理を効率的に行うことができます。

PVMのソフトウェアシステムは、主に以下の2つの要素で構成されています。

1. デーモン (pvmd3/pvmd):
PVMを構成する各コンピュータ上に常駐するプロセスです。
ユーザーは、ログイン可能なコンピュータであればどこにでもこのデーモンをインストールできます。
PVMアプリケーションを実行する際には、まずいずれかのコンピュータでpvmd3を起動します。このpvmd3が、仮想マシンを構成する他のコンピュータ上のpvmd3を起動します。
すべてのpvmd3が起動した後、特定のコマンドを実行することでPVMアプリケーションを実行できます。
複数のユーザーが、それぞれ異なるコンピュータで仮想マシンを構成し、同時に複数のPVMアプリケーションを実行できます。

2. ルーチンライブラリ (libpvm3.a):
PVMのインターフェースを利用するためのライブラリです。
メッセージパッシング、プロセスの生成、タスクの協調など、並列処理に必要な機能を提供します。
PVMアプリケーションを作成する際には、アプリケーションプログラムとこのライブラリをリンクする必要があります。

PVMの利点

PVMは、以下のような利点があります。

大規模計算の高速化: 複数台のコンピュータの計算資源を並列的に利用することで、大規模な計算を高速に処理できます。
柔軟なシステム構成: 異なるOSやアーキテクチャのコンピュータを組み合わせて利用できます。
既存の環境を活用: 既存のネットワーク環境やコンピュータ資源を有効活用できます。

PVMの活用例

PVMは、以下のような分野で活用されています。

科学技術計算: シミュレーション、数値解析、データ解析など。
画像処理: 大規模な画像データの処理、レンダリングなど。
金融工学: 金融モデルのシミュレーション、リスク分析など。
分子生物学: 遺伝子解析、タンパク質構造解析など。

まとめ

PVMは、ネットワークで接続された複数のコンピュータを単一の仮想計算機として扱うことで、並列計算を容易にする強力なツールです。その汎用性と柔軟性から、様々な分野で広く利用されています。PVMを利用することで、既存の環境を活用しつつ、計算処理を大幅に高速化することが可能です。

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* コンピュータ・クラスター

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