JP3087900B2 - 並列計算機を構成する計算機ノード - Google Patents
並列計算機を構成する計算機ノードInfo
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- JP3087900B2 JP3087900B2 JP01240186A JP24018689A JP3087900B2 JP 3087900 B2 JP3087900 B2 JP 3087900B2 JP 01240186 A JP01240186 A JP 01240186A JP 24018689 A JP24018689 A JP 24018689A JP 3087900 B2 JP3087900 B2 JP 3087900B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 本発明は並列計算機を構成する計算機ノードに関し、 効率のよい通信制御を行う計算機ノードを提供するこ
とを目的とし、 他計算機ノードから送られてきたデータを受け取る受
信処理部と、宛先情報を検出する宛先検出部と、宛先計
算機ノードとの間の距離を求める計算機ノード間距離処
理部と、正及び負のX方向から受信したデータに関し、
正及び負のX方向に対しては、更新結果に基づき範囲の
終端、送信する旨を判定し、正及び負のY方向に対して
はデータの送信の有無を判定する一方、正及び負のY方
向から受信したデータに関し、正及び負のX方向に対し
てはデータの送信を行わず、正及び負のY方向に対して
は、更新結果に基づき範囲の終端、送信する旨を判定す
る宛先判定部と、宛先判定されたデータを方向ごとに送
信する送信処理部を有する構成である。
とを目的とし、 他計算機ノードから送られてきたデータを受け取る受
信処理部と、宛先情報を検出する宛先検出部と、宛先計
算機ノードとの間の距離を求める計算機ノード間距離処
理部と、正及び負のX方向から受信したデータに関し、
正及び負のX方向に対しては、更新結果に基づき範囲の
終端、送信する旨を判定し、正及び負のY方向に対して
はデータの送信の有無を判定する一方、正及び負のY方
向から受信したデータに関し、正及び負のX方向に対し
てはデータの送信を行わず、正及び負のY方向に対して
は、更新結果に基づき範囲の終端、送信する旨を判定す
る宛先判定部と、宛先判定されたデータを方向ごとに送
信する送信処理部を有する構成である。
本発明は並列計算機の通信方式に係り、特にN次元ト
ーラス接続(端と端のノード間が接続された接続方式)
あるいはN次元格子状に接続された並列計算機間のネッ
トワークにおける通信に関し、例えば複数のプログラム
が並行して実行される計算機マルチプロセッサ・システ
ム(MIMD−multiple instruction stream multiple dat
a stream)の分野等において、宛先ノードの範囲を指定
した放送通信(同じ内容を同時に多くの受信ノードに送
る通信・同報通信ともいう)を行なう場合の並列計算機
間の通信制御方式に関する。
ーラス接続(端と端のノード間が接続された接続方式)
あるいはN次元格子状に接続された並列計算機間のネッ
トワークにおける通信に関し、例えば複数のプログラム
が並行して実行される計算機マルチプロセッサ・システ
ム(MIMD−multiple instruction stream multiple dat
a stream)の分野等において、宛先ノードの範囲を指定
した放送通信(同じ内容を同時に多くの受信ノードに送
る通信・同報通信ともいう)を行なう場合の並列計算機
間の通信制御方式に関する。
従来、放送通信を行なう場合第8図に示すような機能
を有する通信制御方式があり、ここでは宛先の座標IDを
指定してデータが送られる。当該装置では、受信処理部
71で他ノードから送られてきたデータを受け取り、宛先
検出部72で当該データの宛先座標を検出し、宛先判定部
73で当該宛先座標が自身のノードか他のノードかを判定
し、自身のノードであれば当該データを内部に取り込
み、他のノードであれば送信処理部74より他ノードへデ
ータを送信する。
を有する通信制御方式があり、ここでは宛先の座標IDを
指定してデータが送られる。当該装置では、受信処理部
71で他ノードから送られてきたデータを受け取り、宛先
検出部72で当該データの宛先座標を検出し、宛先判定部
73で当該宛先座標が自身のノードか他のノードかを判定
し、自身のノードであれば当該データを内部に取り込
み、他のノードであれば送信処理部74より他ノードへデ
ータを送信する。
当該装置では、第6図で示す二次元トーラス接続され
た並列計算機のネットワークにおいて、送信ノードN61
から受信ノードN67へデータを送る場合、当該送信デー
タには受信ノードN67の座標が指定され、ノードN61から
送信されたデータは、ノードN62、N63を中継しノードN6
7へ到着するようにデータの転送を行なっていた。ここ
で各受信ノードは、データを中継するか受信するかの機
能しか持っていない。そのため、本ネットワークで第7
図に示すように、ノードN76からノードN71、N72、N73、
N75、N77、N79、N710、N711に向け放送通信を行なうた
めには、 ノードN76からノードN71へのデータの送信、ノー
ドN76からノードN72へのデータの送信、ノードN76か
らノードN73へのデータの送信、ノードN76からノード
N75へのデータの送信、ノードN76からノードN77への
データの送信、ノードN76からノードN79へのデータの
送信、ノードN76からノードN710へのデータの送信、
ノードN76からノードN711へのデータの送信、 の処理を繰り返すことになり、この方法ではノードN7
6は各ノードに向け8回の送信を行なうことになる。
た並列計算機のネットワークにおいて、送信ノードN61
から受信ノードN67へデータを送る場合、当該送信デー
タには受信ノードN67の座標が指定され、ノードN61から
送信されたデータは、ノードN62、N63を中継しノードN6
7へ到着するようにデータの転送を行なっていた。ここ
で各受信ノードは、データを中継するか受信するかの機
能しか持っていない。そのため、本ネットワークで第7
図に示すように、ノードN76からノードN71、N72、N73、
N75、N77、N79、N710、N711に向け放送通信を行なうた
めには、 ノードN76からノードN71へのデータの送信、ノー
ドN76からノードN72へのデータの送信、ノードN76か
らノードN73へのデータの送信、ノードN76からノード
N75へのデータの送信、ノードN76からノードN77への
データの送信、ノードN76からノードN79へのデータの
送信、ノードN76からノードN710へのデータの送信、
ノードN76からノードN711へのデータの送信、 の処理を繰り返すことになり、この方法ではノードN7
6は各ノードに向け8回の送信を行なうことになる。
ところで、従来例えばトーラス接続された並列計算機
間で通信する場合、データには宛先ノードの座標が指定
され、送信されたデータは途中のノードは単に中継する
のみで受信ノードに送られていた。そのため放送通信を
行なう場合、送信元ノードは受信ノードの数だけデータ
の送出を繰り返していた。さらに、座標指定のため中継
するノードの制御が複雑であった。
間で通信する場合、データには宛先ノードの座標が指定
され、送信されたデータは途中のノードは単に中継する
のみで受信ノードに送られていた。そのため放送通信を
行なう場合、送信元ノードは受信ノードの数だけデータ
の送出を繰り返していた。さらに、座標指定のため中継
するノードの制御が複雑であった。
そこで、本発明は上記の問題点を解決することを技術
的課題とするものであり、範囲を指定した放送通信を効
率よく行なうことができる並列計算機間の通信方式を提
供することを目的としてなされたものである。
的課題とするものであり、範囲を指定した放送通信を効
率よく行なうことができる並列計算機間の通信方式を提
供することを目的としてなされたものである。
以上の技術的課題を解決するため本発明は、第1図に
示すように、2次元格子状に接続されて並列計算機を構
成する計算機ノードにおいて、他計算機ノードから送ら
れてきたデータを正及び負のX方向からと正及び負のY
方向からの各方向ごとに受け取る受信処理部11,12,21,2
2と、当該データ内の宛先計算機ノードの範囲をX方向
とY方向の各方向ごとに指定した宛先情報を検出する宛
先検出部3と、前記データを受け取った方向に係る宛先
情報を更新し、当該計算機ノードと上記通信を行う範囲
の終端となる宛先計算機ノードとの間の距離を求める計
算機ノード間距離処理部4と、前記正及び負のX方向か
ら受信したデータに関し、正及び負のX方向に対して
は、当該方向に係る距離情報の更新結果が所定の場合に
は前記範囲の終端と判断し、その他の場合には当該方向
へデータを送信する旨判定し、正及び負のY方向に対し
ては、当該方向に係る距離情報に基づきデータの送信の
有無を判定する一方、前記正及び負のY方向から受信し
たデータに関し、正及び負のX方向に対してはデータの
送信を行わず、正及び負のY方向に対しては、当該方向
に係る距離情報の更新結果が所定の場合には前記範囲の
終端と判断し、その他の場合には当該方向へデータを送
信する旨判定する宛先判定部5と、前記宛先判定された
データを方向ごとに送信する送信処理部61,62,71,72を
有する構成である。
示すように、2次元格子状に接続されて並列計算機を構
成する計算機ノードにおいて、他計算機ノードから送ら
れてきたデータを正及び負のX方向からと正及び負のY
方向からの各方向ごとに受け取る受信処理部11,12,21,2
2と、当該データ内の宛先計算機ノードの範囲をX方向
とY方向の各方向ごとに指定した宛先情報を検出する宛
先検出部3と、前記データを受け取った方向に係る宛先
情報を更新し、当該計算機ノードと上記通信を行う範囲
の終端となる宛先計算機ノードとの間の距離を求める計
算機ノード間距離処理部4と、前記正及び負のX方向か
ら受信したデータに関し、正及び負のX方向に対して
は、当該方向に係る距離情報の更新結果が所定の場合に
は前記範囲の終端と判断し、その他の場合には当該方向
へデータを送信する旨判定し、正及び負のY方向に対し
ては、当該方向に係る距離情報に基づきデータの送信の
有無を判定する一方、前記正及び負のY方向から受信し
たデータに関し、正及び負のX方向に対してはデータの
送信を行わず、正及び負のY方向に対しては、当該方向
に係る距離情報の更新結果が所定の場合には前記範囲の
終端と判断し、その他の場合には当該方向へデータを送
信する旨判定する宛先判定部5と、前記宛先判定された
データを方向ごとに送信する送信処理部61,62,71,72を
有する構成である。
本発明に係る装置の動作について説明する。
第1図に示すように、まず他計算機ノードから送られ
てきたデータをX方向およびY方向の各方向ごとに受信
処理部11,12,21,22において受け取る。つぎに宛先検出
部3で、当該データ内の宛先計算機ノードの範囲を方向
ごとに指定した宛先情報を検出し、当該宛先情報に基づ
き計算機ノード間距離処理部4において、上記データを
受け取った方向に係る宛先情報を更新し、当該計算機ノ
ードと通信を行う範囲の終端となる宛先計計算機ノード
との間の距離を求める。続いて宛先判定部5において前
記更新した距離情報に基づき、この距離が例えばゼロで
あれば当該計算機ノードが通信の終端と判断して送信を
終了し、ゼロでなければ他の計算機ノードに対する送信
を継続する。送信に際しては、データを受信した方向及
びその方向に係る距離情報に基づいてデータを送るべき
方向を決定し、送信処理部にデータを渡す。送信処理部
61,62,71,72は前記宛先判定部5より渡されたデータを
当該計算機ノードより該当する方向の計算機ノードに向
けて送信する。
てきたデータをX方向およびY方向の各方向ごとに受信
処理部11,12,21,22において受け取る。つぎに宛先検出
部3で、当該データ内の宛先計算機ノードの範囲を方向
ごとに指定した宛先情報を検出し、当該宛先情報に基づ
き計算機ノード間距離処理部4において、上記データを
受け取った方向に係る宛先情報を更新し、当該計算機ノ
ードと通信を行う範囲の終端となる宛先計計算機ノード
との間の距離を求める。続いて宛先判定部5において前
記更新した距離情報に基づき、この距離が例えばゼロで
あれば当該計算機ノードが通信の終端と判断して送信を
終了し、ゼロでなければ他の計算機ノードに対する送信
を継続する。送信に際しては、データを受信した方向及
びその方向に係る距離情報に基づいてデータを送るべき
方向を決定し、送信処理部にデータを渡す。送信処理部
61,62,71,72は前記宛先判定部5より渡されたデータを
当該計算機ノードより該当する方向の計算機ノードに向
けて送信する。
続いて、本発明の実施例について説明する。
第2図に本実施例に係るノードの処理ブロック図を示
す。
す。
本装置は同図に示すように、X方向から送られてきた
データを受け取る受信処理部111、121、Y方向から送ら
れきたデータを受け取る受信処理部112、122と、当該デ
ータ内の宛先ノードの範囲を指定した宛先情報を検出す
る宛先検出部103と、前記宛先情報に基づき、当該計算
機ノードと宛先計算機ノードのノード間距離を求めるX
方向ノード間距離処理部114、Y方向ノード間距離処理
部124と、データの自ノードへの取り込み有無の判断を
行なうとともに、前記距離情報よりデータの送信の必要
性の有無および送信方向を判定するX方向宛先判定部11
5、Y方向宛先判定部125と、前記宛先判定されたデータ
を送出するX方向送信処理部161、171、Y方向送信処理
部162、172と、当該ノードが送信元ノードである場合、
送信要求の手段としてキーボード等からの入力指示によ
り、放送通信の範囲を指定しその要求を行なうデータ送
信要求部108を有する。
データを受け取る受信処理部111、121、Y方向から送ら
れきたデータを受け取る受信処理部112、122と、当該デ
ータ内の宛先ノードの範囲を指定した宛先情報を検出す
る宛先検出部103と、前記宛先情報に基づき、当該計算
機ノードと宛先計算機ノードのノード間距離を求めるX
方向ノード間距離処理部114、Y方向ノード間距離処理
部124と、データの自ノードへの取り込み有無の判断を
行なうとともに、前記距離情報よりデータの送信の必要
性の有無および送信方向を判定するX方向宛先判定部11
5、Y方向宛先判定部125と、前記宛先判定されたデータ
を送出するX方向送信処理部161、171、Y方向送信処理
部162、172と、当該ノードが送信元ノードである場合、
送信要求の手段としてキーボード等からの入力指示によ
り、放送通信の範囲を指定しその要求を行なうデータ送
信要求部108を有する。
次に、本実施例の動作につき第3図に示す二次元格子
状ネットワークにおいて、送信ノードN31より各受信ノ
ードに向け放送通信を行なう場合を説明する。
状ネットワークにおいて、送信ノードN31より各受信ノ
ードに向け放送通信を行なう場合を説明する。
送信ノードN31より放送通信を開始する場合、まず範
囲を指定した放送通信が指示され、続いて第4図送信ノ
ード処理フローに示すようにステップS11で放送範囲X
方向=2、Y方向=1を指定したデータがデータ処理要
求部108より出される。そのデータに基づきステップS12
でX方向の距離が判定され、ここでX方向距離はゼロで
ないので次のステップS13で、+X方向および−X方向
に向けデータが送信される。Y方向についても同様に、
ステップS14、ステップS15の処理を経て+Y方向および
−Y方向に向けデータが送信される。
囲を指定した放送通信が指示され、続いて第4図送信ノ
ード処理フローに示すようにステップS11で放送範囲X
方向=2、Y方向=1を指定したデータがデータ処理要
求部108より出される。そのデータに基づきステップS12
でX方向の距離が判定され、ここでX方向距離はゼロで
ないので次のステップS13で、+X方向および−X方向
に向けデータが送信される。Y方向についても同様に、
ステップS14、ステップS15の処理を経て+Y方向および
−Y方向に向けデータが送信される。
つぎに、第4図受信ノードの処理フローに基づき、送
信ノードN31より受信ノードN34へデータが送られるまで
の各ノードの処理を説明する。まず送信ノードN31から
は、ノードの範囲X方向2、Y方向1が指定されたデー
タが送信される。データを受けた受信ノードN32では、
まずステップS21で、ノードN31つまり−X方向からのデ
ータを受信する。次に宛先検出部103で宛先情報XID、YI
Dを検出する、当初XID=2であるからステップS22でノ
ード間距離XIDを求めると、新XID=XID−1=1とな
り、ステップS23でX方向送信すると判定し、続くステ
ップS24で+X方向へデータ送信する。一方Y方向ノー
ド間距離YID=1であるからステップS25ではY方向送信
すると判定し、ステップS26で+Y方向及び−Y方向へ
データ送信する。
信ノードN31より受信ノードN34へデータが送られるまで
の各ノードの処理を説明する。まず送信ノードN31から
は、ノードの範囲X方向2、Y方向1が指定されたデー
タが送信される。データを受けた受信ノードN32では、
まずステップS21で、ノードN31つまり−X方向からのデ
ータを受信する。次に宛先検出部103で宛先情報XID、YI
Dを検出する、当初XID=2であるからステップS22でノ
ード間距離XIDを求めると、新XID=XID−1=1とな
り、ステップS23でX方向送信すると判定し、続くステ
ップS24で+X方向へデータ送信する。一方Y方向ノー
ド間距離YID=1であるからステップS25ではY方向送信
すると判定し、ステップS26で+Y方向及び−Y方向へ
データ送信する。
つぎに、受信ノードN32からデータを受けたノードN33
の処理フローも同様に、まず−X方向からデータを受信
したときの処理で、当初XID=1であるから新XIDは、XI
D=XID−1=0となりX方向へのデータ送信はしない。
一方Y方向ノード間距離YID=1であるから、+Y方向
及び−Y方向へデータ送信する。
の処理フローも同様に、まず−X方向からデータを受信
したときの処理で、当初XID=1であるから新XIDは、XI
D=XID−1=0となりX方向へのデータ送信はしない。
一方Y方向ノード間距離YID=1であるから、+Y方向
及び−Y方向へデータ送信する。
ノードN33らデータを受けたノードN34の処理は、まず
ステップS41で−Y方向からデータを受信する、当初YID
=1であるからステップS42で求めたノード間距離の新Y
IDはYID=YID−1=0となりステップS43の判定でY方
向へはデータ送信しない。
ステップS41で−Y方向からデータを受信する、当初YID
=1であるからステップS42で求めたノード間距離の新Y
IDはYID=YID−1=0となりステップS43の判定でY方
向へはデータ送信しない。
他の受信ノードにおいても同様な処理を行ない、範囲
指定されたノードに次々とデータが送られ、指定された
範囲内の全ノードに放送通信が行なわれる。
指定されたノードに次々とデータが送られ、指定された
範囲内の全ノードに放送通信が行なわれる。
さらに当方式では、第3図の送信ノードを中心とした
対称エリアの範囲指定をした放送通信のみならず、例え
ば+X方向と−X方向で異なるXの値をとることによ
り、第5図(A)に示す特定方向に偏った範囲指定の放
送通信が可能である。
対称エリアの範囲指定をした放送通信のみならず、例え
ば+X方向と−X方向で異なるXの値をとることによ
り、第5図(A)に示す特定方向に偏った範囲指定の放
送通信が可能である。
また、同一方向例えばX方向に2つの値X1、X2を持た
せる事により、同一方向についても範囲の指定が可能と
なり、第5図(B)に示す送信ノードを含まない範囲の
指定が可能となる。
せる事により、同一方向についても範囲の指定が可能と
なり、第5図(B)に示す送信ノードを含まない範囲の
指定が可能となる。
一次元の接続ではX方向のみを考えればよく、三次元
の接続では、X方向、Y方向に加えてZ方向の処理を追
加すればよい。さらにN次元の接続ではその分同様の処
理を追加することで、本方式を適用することができる。
の接続では、X方向、Y方向に加えてZ方向の処理を追
加すればよい。さらにN次元の接続ではその分同様の処
理を追加することで、本方式を適用することができる。
一方、送信要求を行なう送信元ノードの装置に関し
て、放送通信の指示を範囲を指定して行ない、それをデ
ータ送信要求部108に伝へここで放送通信の範囲を指定
したデータを作成し、当該データを宛先判定部115に送
ることにより以降は第8図のブロック図の装置がそのま
ま適用できる。
て、放送通信の指示を範囲を指定して行ない、それをデ
ータ送信要求部108に伝へここで放送通信の範囲を指定
したデータを作成し、当該データを宛先判定部115に送
ることにより以降は第8図のブロック図の装置がそのま
ま適用できる。
以上説明したように、本発明はトーラス接続、あるい
は格子状に接続された並列計算機間の通信方式におい
て、範囲指定した計算機ノードへの放送通信が少ないデ
ータ送出回数で行なえ、一方範囲指定の方式のため範囲
の指定方法が容易であり、また計算機ノードでの通信制
御が簡単に行なえるため効率のよい通信制御を行なうこ
とができ有用である。
は格子状に接続された並列計算機間の通信方式におい
て、範囲指定した計算機ノードへの放送通信が少ないデ
ータ送出回数で行なえ、一方範囲指定の方式のため範囲
の指定方法が容易であり、また計算機ノードでの通信制
御が簡単に行なえるため効率のよい通信制御を行なうこ
とができ有用である。
第1図は本発明の原理ブロック図、第2図は実施例に係
るブロック図、第3図は実施例に係る説明図、第4図は
実施例に係る送信ノードの処理フローおよび受信ノード
の処理フロー、第5図は各種範囲指定の実施例、第6
図,第7図は従来例に係る説明図、第8図は従来例に係
るブロック図である。 11,12,〜1N,111,112……−方向受信処理部(X方向,Y方
向,…N方向) 21,22,〜2N,121,122……+方向受信処理部(X方向,Y方
向,…N方向) 3,103……宛先検出部 4,114,124……ノード間距離処理部(X方向,Y方向) 5,115,125……宛先判定部(X方向,Y方向) 61,62,〜6N,161,162)……+方向送信処理部(X方向,Y
方向,…N方向) 71,72,〜7N,171,172……−方向送信処理部(X方向,Y方
向…N方向)
るブロック図、第3図は実施例に係る説明図、第4図は
実施例に係る送信ノードの処理フローおよび受信ノード
の処理フロー、第5図は各種範囲指定の実施例、第6
図,第7図は従来例に係る説明図、第8図は従来例に係
るブロック図である。 11,12,〜1N,111,112……−方向受信処理部(X方向,Y方
向,…N方向) 21,22,〜2N,121,122……+方向受信処理部(X方向,Y方
向,…N方向) 3,103……宛先検出部 4,114,124……ノード間距離処理部(X方向,Y方向) 5,115,125……宛先判定部(X方向,Y方向) 61,62,〜6N,161,162)……+方向送信処理部(X方向,Y
方向,…N方向) 71,72,〜7N,171,172……−方向送信処理部(X方向,Y方
向…N方向)
Claims (1)
- 【請求項1】2次元格子状に接続されて並列計算機を構
成する計算機ノードにおいて、 他計算機ノードから送られてきたデータを正及び負のX
方向からと正及び負のY方向からの各方向ごとに受け取
る受信処理部と、 当該データ内の宛先計算機ノードの範囲をX方向とY方
向の各方向ごとに指定した宛先情報を検出する宛先検出
部と、 前記データを受け取った方向に係る宛先情報を更新し、
当該計算機ノードと上記通信を行う範囲の終端となる宛
先計算機ノードとの間の距離を求める計算機ノード間距
離処理部と、 前記正及び負のX方向から受信したデータに関し、正及
び負のX方向に対しては、当該方向に係る距離情報の更
新結果が所定の場合には前記範囲の終端と判断し、その
他の場合には当該方向へデータを送信する旨判定し、正
及び負のY方向に対しては、当該方向に係る距離情報に
基づきデータの送信の有無を判定する一方、 前記正及び負のY方向から受信したデータに関し、正及
び負のX方向に対してはデータの送信を行わず、正及び
負のY方向に対しては、当該方向に係る距離情報の更新
結果が所定の場合には前記範囲の終端と判断し、その他
の場合には当該方向へデータを送信する旨判定する宛先
判定部と、 前記宛先判定されたデータを方向ごとに送信する送信処
理部を有することを特徴とする並列計算機を構成する計
算機ノード。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01240186A JP3087900B2 (ja) | 1989-09-18 | 1989-09-18 | 並列計算機を構成する計算機ノード |
DE69029239T DE69029239T2 (de) | 1989-09-18 | 1990-09-18 | Übertragungsteuerungssystem zwischen Parallelrechnern |
EP90310181A EP0419201B1 (en) | 1989-09-18 | 1990-09-18 | Communication control system between parallel computers |
AU62640/90A AU633352B2 (en) | 1989-09-18 | 1990-09-18 | Communication control system between parallel computers |
US08/372,825 US5553078A (en) | 1989-09-18 | 1995-01-13 | Communication control system between parallel computers |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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