Алгоритмы организации функционирования мультикластерных вычислительных систем с иерархической структурой

• Автор: Пазников, Алексей Александрович
• Шифр специальности: 05.13.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 146 с. : ил.

Содержание
Список основных сокращений
Введение
Глава 1. Распределённые вычислительные системы с программируемой структурой
1.1. Понятие о распределённых ВС с программируемой структурой .
1.1.1. Модель коллектива вычислителей
1.1.2. Классификация ВС
1.1.3. Вычислительные системы с программируемой структурой
1.1.4. Структуры коммуникационных сетей распределённых ВС
1.1.5. Параллельные алгоритмы и программы
1.2. Пространственно-распределённые ВС
1.2.1. Понятие о пространственно-распределённых ВС
1.2.2. Мультикластерные и СРГО-системы
1.2.3. Основные режимы функционирования пространственно-
распределённых ВС
1.2.4. Режим обслуживания потока задач
1.3. Выводы
Глава 2. Децентрализованная диспетчеризация мультикластер-ных ВС
2.1. Диспетчеризация задач в пространственно-распределённых ВС .
2.1.1. Задача диспетчеризации параллельных задач
2.1.2. Обзор средств диспетчеризации задач в пространственно-
распределённых ВС
2.2. Алгоритмы децентрализованной диспетчеризации задач в пространственно-распределённых ВС

2.2.1. Локально-оптимальный алгоритм диспетчеризации задач (ДЛО)
2.2.2. Алгоритм диспетчеризации на основе репликации задач (ДР)
2.2.3. Алгоритм диспетчеризации на основе миграции задач (ДМ)
2.2.4. Алгоритм диспетчеризации на основе комбинированного подхода (ДРМ)
2.2.5. Примеры работы алгоритмов
2.3. Моделирование алгоритмов децентрализованной диспетчеризации параллельных программ
2.3.1. Организация экспериментов
2.3.2. Сравнительный анализ алгоритмов децентрализованной диспетчеризации
2.3.3. Экспериментальное сравнение с методами централизованной диспетчеризации
2.4. Выбор логических структур локальных окрестностей диспетчеров
2.4.1. Анализ логических структур локальных окрестностей диспетчеров
2.4.2. Алгоритмы поиска субоптимальных локальных окрестностей диспетчеров
2.5. Выводы
Глава 3. Вложение параллельных программ в иерархические
пространственно-распределённые ВС
3.1. Задача оптимального вложения параллельных программ
3.1.1. Обзор алгоритмов вложения параллельных программ в пространственно-распределённые ВС
3.1.2. Задача оптимального вложения в иерархические пространственно-распределённые ВС

3.2. Алгоритмы вложения параллельных программ в иерархические
пространственно-распределённые ВС
3.2.1. Задача оптимального разбиения графа на к непересекаю-щихся подмножеств
3.2.2. Метод вложения параллельных программ в мультикластерные ВС
3.3. Моделирование алгоритмов вложения МР1-программ в подсистемы пространственно-распределённых ВС
3.3.1. Организация экспериментов
3.3.2. Результаты экспериментов
3.4. Выводы
Глава 4. Пространственно-распределённая мультикластерная

4.1. Архитектура пространственно-распределённой мультикластер-
ной ВС
4.2. Программное обеспечение мультикластерной ВС
4.2.1. Стандартные компоненты
4.2.2. Выполнение параллельных программ на мультикластерной ВС
4.2.3. Пакет СВгокег децентрализованной диспетчеризации параллельных программ
4.2.4. Пакет МРГСпсШар оптимизации вложения параллельных МРРпрограмм в мультикластерные ВС
4.2.5. Оценка производительности каналов связи между подсистемами пространственно-распределённых ВС
4.3. Выводы
Заключение

требление и т.д. Алгоритмы функционирования должны обеспечить оптимальные значения целевых функций.
В зависимости от сложности задач и характера их поступления можно выделить три режима функционирования пространственно-распределённых ВС [1-3): решение сложной задачи, обработка набора задач, обслуживание потока задач.
Первый режим - монопрограммный, т. е. для решения задачи используются все ресурсы ВС. Задача представляется в виде параллельной программы, число ветвей в которой либо фиксировано, либо допускает варьирование в заданном диапазоне. В качестве единицы ресурса выступает элементарная машина подсистемы ВС. Все машины используются для решения задачи.
Второй и третий режимы функционирования ВС относятся к мультипрограммным. При работе ВС в этих режимах одновременно решается несколько задач, следовательно, ресурсы делятся между несколькими задачами.
При организации функционирования ВС в случае набора задач учитывается не только количество задач, но и их параметры: число ветвей в программе, время решения или вероятностный закон распределения времени решения и др. Алгоритмы организации функционирования ВС задают распределение задач по машинам и последовательность выполнения задач на каждой машине. В результате становится известным, в какой промежуток времени и на каких машинах какой подсистемы будет решаться любая задача набора. Этот режим является обобщением мультипрограммных режимов для ЭВМ. При обработке наборов параллельных задач ресурсы ВС также распределяются между задачами, однако в любой момент времени задачи решаются на непересекающихся подмножествах машин. В отличие от мультипрограммных режимов работы ЭВМ, которые реализуются разделением времени процессора, обработка наборов задач на ВС осуществляется посредством разделения “пространства” машин.