Планирование исполнения наборов композитных приложений во временных окнах распределенных облачных сред

• Автор: Боченина, Клавдия Олеговна
• Шифр специальности: 05.13.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 134 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1. Обзор задач и методов статического планирования композитных приложений во временных окнах вычислительных ресурсов гетерогенных сред

1.1. Обзор вычислительных инфраструктур исполнения композитных приложений

1.2. Обзор задач статического планирования композитных приложений в гетерогенных средах
1.3. Алгоритмы статического планирования композитных приложений в гетерогенных средах
1.3.1. Алгоритмы статического планирования композитных приложений для сред сообществ (best-effort based scheduling)
1.3.2. Алгоритмы статического планирования композитных приложений для сервисных сред (QoS based scheduling)
1.4. Задачи статического планирования наборов композитных приложений в гетерогенных средах с временными окнами

1.4.1. Штатный режим функционирования систем экстренных вычислений

1.4.2. Пакетное выполнение композитных приложений в образовательном процессе

Глава 2. Методы статического планирования наборов композитных приложений во временных окнах вычислительных ресурсов гетерогенных сред
2.1. Постановка задачи статического планирования наборов композитных приложений в гетерогенных вычислительных средах с временными окнами
2.1.1. Математическая модель гетерогенной распределенной вычислительной среды с временными окнами
2.1.2. Постановка задачи статического планирования наборов композитных приложений в гетерогенной вычислительной среде с временными окнами
2.2. Формализация критерия предпочтения и метрик оценки статических планов для наборов композитных приложений с заданными сроками завершения
2.2.1. Интегральный критерий предпочтения для сравнения статических планов наборов композитных приложений с учетом требований к срокам завершения
2.2.2. Дополнительные метрики оценки качества планов
2.3. Методы статического планирования исполнения наборов композитных приложений с учетом требований к крайним срокам завершения
2.3.1. Жадные алгоритмы формирования эталонного плана без учета крайних сроков завершения задач
2.3.2. Описание подходов к кластеризации задач наборов композитных приложений. Критерий корректности кластеризации
2.3.3. Планирование наборов композитных приложений на базе кластеризационного подхода
Глава 3. Алгоритмы статического планирования наборов композитных приложений во временных окнах вычислительных ресурсов гетерогенных сред
3.1. Планирование наборов композитных приложений на базе приоритезации задач
3.1.1. Алгоритм планирования наборов композитных приложений на основе приоритезации задач
3.1.2. Аналитическое исследование вычислительной сложности алгоритма
3.2. Стадийный подход к планированию наборов композитных приложений на базе приоритезации КП
3.2.1. Алгоритм стадийного планирования на основе приоритезации исполнения композитных приложений
3.2.2. Аналитическое исследование вычислительной сложности стадийной схемы планирования наборов композитных приложений
3.3. Кластеризационный подход к планированию наборов композитных приложений во временных окнах
3.3.1. Алгоритм кластеризации композитных приложений с учетом крайних сроков завершения задач
3.3.2. Алгоритм покластерного планирования наборов композитных приложений
3.3.3. Аналитическое исследование вычислительной сложности алгоритма
3.4. Программная реализация алгоритмов статического планирования наборов композитных приложений

Глава 4. Экспериментальное исследование эффективности алгоритмов статического планирования наборов композитных приложений во временных окнах вычислительных ресурсов гетерогенных сред
4.1. Экспериментальное исследование эффективности разработанных алгоритмов планирования для синтетических наборов композитных приложений
4.2. Сравнительное исследование эффективности разработанных алгоритмов для типовых наборов композитных приложений Montage, Cybershake и Genome
4.3. Применение разработанных алгоритмов планирования при решении задачи калибровки параметров ансамблевого прогноза нагонных наводнений в Санкт-Петербурге
4.4. Экспериментальное исследование эффективности алгоритмов статического планирования наборов композитных приложений на базе платформы исполнения композитных приложений CLAVIRE
4.4.1. Интеграция сервиса планирования наборов композитных приложений в платформу исполнения композитных приложений CLAVIRE
4.4.2. Экспериментальное исследование эффективности разработанных алгоритмов для планирования наборов композитных приложений Montage во временных окнах распределенной вычислительной среды на базе платформы CLAVIRE
Заключение
Список использованных источников

HSP,ndedmusr,mwf,det,commMaxEff{MinTimпри планировании наборов/КП с разными сроками завершения задач. Выполненный в параграфе 1.4 анализ показывает, что существует особый класс практически значимых задач планирования наборов композитных приложений для распределенных сред, который в общем случае может быть описан следующим образом:
- базой исполнения КП является статический пул ресурсов;
- специфика предметной области определяет необходимость и возможность единовременного планирования набора КП;
- при планировании необходимо учитывать данные о имеющихся резервах вычислительных мощностей (наличие временных окон);
- имеются достоверные оценки времени исполнения планируемых задач за счет ограниченности базы доступных для запуска пакетов и цикличности протекающих в среде процессов;
- на качество формируемых планов накладываются обязательные ограничения, определяемые требованиями конечных пользователей.
В открытых источниках отсутствует описание не только алгоритмов решения, но и постановок задач данного класса, что позволяет сделать утверждение об актуальности исследований в этой области. Исходя из сказанного цель настоящей диссертационной работы может быть сформулирована следующим образом: разработка алгоритмов тонирования, обеспечивающих повышение эффективности использования статического пула гетерогенных ресурсов при выполнении наборов композитных приложений во временных окнах с учетом требований к качеству обслуживания (в условиях налиты полной и достоверной информации о свойствах объектов планирования и вычислительной среды).
Выводы по главе
Вычислительные среды сообществ, организованные в рамках облачной модели предоставления услуг второго поколения AaaS, предполагают исполнение композитных приложений как наборов взаимодействующих программных сервисов на базе кластерных, мультикластерных, пиринговых и Грид-инфраструктур, объединенных в логически неделимый пул программно-аппаратных ресурсов. Повышение эффективности использования такого пула при удовлетворении пользовательских требований к качеству обслуживания (QoS) связано с использованием специализированных алгоритмов планирования КП. Анализ паттернов практического применения КП в неоднородных средах позволяет выявить класс задач пакетного планирования, предполагающих формирование статических планов для наборов КП в условиях немонопольного досту-