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用树莓派集群进行并行和分布式计算

分布式计算


用树莓派集群进行并行和分布式计算

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自从树莓派推出以来，创造者们已经在这个简陋的袖珍芯片系统上开展了无数的计算机科学教育项目 。其中包括许多探索低成本树莓派集群的项目，以介绍 并行和分布式计算Parallel and Distributed Computing（PDC）概念 。
英国 开放大学Open University（OU）为不同年龄、经历和背景的学生提供远程教育，这就提出了一些在更传统的大学中没有面临的问题 。开放大学使用树莓派集群向远程教育学生介绍 PDC 概念的实验始于 2019 年，并在一篇 ??学术论文?? 中进行了介绍，但值得更广泛地了解 。
该项目使用基于 ??OctaPi 教程?? 的树莓派集群，该指令由 GCHQ 在知识共享许可协议下发布 。八个树莓派使用一个路由器和一个交换机连接在一个私人网络中 。其中一个树莓派充当主控，而其他的是服务器，将结果反馈给主控设备 。用 Python/ target=_blank class=infotextkey>Python 编写的程序运行在主控树莓派，而 ??dispy?? 包将活动分发在集群的各个处理核心上 。
??OctaPi 教程??
他们为该集群开发了三个程序，你可以从 ??Git 仓库?? 下载它们 。
其中两个程序是基于文本的，并与搜索问题有关：旅行推销员和密码散列 。作为完整的搜索问题，这些是教授 PDC 概念的理想选择 。第三个程序是图形化的 。图像组合器将三幅图像作为输入，其中有不重叠的障碍物 。它通过对三幅图像的 RGBA 值进行逐个像素的比较并选择中位数来构建一个没有任何障碍物的图像 。
使用集群开放大学是一个远程学习机构，所以学生通过网页界面访问集群 。对集群的远程访问使用大学的 OpenSTEM 实验室的基础设施 。10 个集群（8 个用树莓派 4 构建，2 个用树莓派 3B+ 建造）被安装在机架上，用网络摄像头对准每个集群 。
学生们选择要运行的程序，使用的核心数量，以及所选程序的参数 。作为输出，他们可以看到该程序在单个树莓派上运行的时间与使用所选核数的集群的时间相比 。学生还可以看到程序的输出，如密码散列结果、最小和最大的旅行推销员路线，或未遮挡的图像 。
用树莓派集群进行并行和分布式计算

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