Методы и средства децентрализованного диспетчирования ресурсов GRID для решения связных задач

• Автор: Каляев, Анатолий Игоревич
• Шифр специальности: 05.13.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Таганрог
• Количество страниц: 184 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА Е ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ ДЕЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ДИСПЕТЧИРОВАНИЯ В GRID
1.1. Анализ существующих способов организации работы GRID
1.1.1 Система Globus
1.1.2. Система Condor
1.1.1. Система AppLeS
1.1.4. Система Х-СОМ
1.2. Обобщенная модель современной GRID-системы
1.3. Проблемы современных GRID-систем
1.4. Принципы децентрализованной мультиагентной организация диспетчера GRID
1.5. Метод децентрализованной мультиагентной организации диспетчера в GRID
1.6. Выводы к главе
ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ОРГАНИЗАЦИИ МУЛЬТИАГЕНТНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПРИ ДИСПЕТЧИРОВАНИИ GRID
2.1. Метод формирования пользовательской задачи
2.2. Метод создания сообщества агентов для решения пользовательской задачи
2.3. Методы распределения подзадач в сообществе агентов
2.3.1. Метод полного перебора
2.3.2. Метод градиентного спуска
2.3.3. Метод имитации отжига
2.3.4. Метод адаптивного распределения подзадач в сообществе агентов
2.4. Комбинированный метод создания сообщества и распределения подзадач в нём..
2.5. Выводы к главе
ГЛАВА 3. ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА МУЛЬТИАГЕНТНОГО ДИСПЕТЧЕРА GRID
3.1. Структура программных средств
3.2. Сайт и база данных
3.3. Оболочка пользователя
3.4. Доска объявлений

3.5. Алгоритмы работы агента Агент GRID
3.5.1. Алгоритм работы в режиме «Инициализация»
3.5.2. Алгоритм работы в режиме «Выбор задачи»
3.5.3. Алгоритм работы в режиме «Ожидание»
3.5.4. Алгоритм работы в режиме «Вступление в сообщество»
3.5.5. Алгоритм работы в режиме «Выбор подзадачи»
3.5.6. Алгоритм работы в режиме «Выполнение подзадачи»
3.6. Программная модель GRID с мультиагентным диспетчером
3.7. Исследование эффективности предложенных методов и алгоритмов мультиагентного диспетчирования GRID
3.8. Выводы К ГЛАВЕ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Еще в 1960 году Джон Маккарти, получивший премию Тьюринга за работы в области искусственного интеллекта, говорил, что "вычислительная деятельность может быть со временем организована как общественная услуга". После этого потребовалось более тридцати лет, чтобы технологии достигли такого уровня, который позволил задумываться о практической реализации этой идеи. В середине 1990-х годов Ян Фостер из Аргоннской Национальной лаборатории и Чикагского университета и Карл Кессельман из Института информационных наук Университета Южной Калифорнии (США) вели активную работу в области объединения гетерогенных, географически распределенных ресурсов в единую инфраструктуру и предложили термин, который стал символом новой эпохи компьютерных технологий - GRID [1]. Этот термин произошёл от английского слова «grid» (буквальный перевод «решетка»), точнее от «power grid», что означает «электросеть» или «энергосистема». Статус компьютерных инфраструктур того времени можно было сравнить с состоянием электрических систем в самом начале 20 века. Тогда необходимость для каждого пользователя иметь свой генератор тормозила развитие отрасли. Революционным шагом стало возникновение электросетей, создание технологий передачи и распределения электроэнергии, создание стандартизованной службы универсального и гарантированного доступа к электроэнергии. В результате не только резко повысилась эффективность и снизалась стоимость использования электрических ресурсов, но и стали возможны принципиально новые направления развития.
В основополагающей работе [1] GRID-компьютинг определяется как «использование мощных вычислительных ресурсов, прозрачно доступных посредством коммуникационной среды». Основной идеей GRID-компьютинга является объединение и предоставление путем удаленного

1.3. Проблемы современных GRID-систем
Из выражения (5) следует, что КПЗ будет тем выше, чем меньше будет изменений параметров ИВУ в процессе решения задачи и чем меньше будет передач данных между подзадачами, решаемыми на отдельных ИВУ.
Последнее обстоятельство и ограничивает основную сферу применения современных GRID - решение задач, не предполагающих интенсивных обменов данными между отдельными подзадачами. Задачи такого типа называются слабосвязными [31].
В то же время, существует широкий круг задач, при решении которых на GRID возникает необходимость частых информационных обменов между ИВУ. Примером подобного рода задач могут служить задачи структурного моделирования сложных систем, в которых отдельные составные части системы взаимодействуют друг с другом и в итоге определяют поведение системы в целом.
В качестве конкретного примера можно привести процесс разработки газотурбинных двигателей (ГТД) и энергетических установок. В настоящее время не существует достаточно точного математического аппарата для того, чтобы можно было полностью автоматически синтезировать подобные системы, поэтому процесс разработки происходит следующим образом: подбирается множество потенциальных вариантов построения ГТД, затем происходит моделирование предложенных вариантов, и из них отбираются наиболее подходящие, на базе которых происходит дальнейшие разработки, и так до тех пор, пока не будет найден вариант, удовлетворяющий поставленным задачам.
Исследование эффективности и параметров каждого предлагаемого варианта построения ГТД происходит следующим образом: создаются модели элементов, из которых строятся ГТД, затем эти элементы соединяются в соответствии со структурой исследуемого ГТД, после чего происходит моделирование работы каждого из элементов с передачей