Организация территориально-распределенных вычислений с использованием декомпозиционных моделей

• Автор: Ильин, Павел Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.13.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 183 с. : ил.

Содержание
Аннотация

Список ключевых понятий, обозначений и сокращений

Введение

Глава 1. Предпосылки к осуществлению территориально- распределенных вычислений

1.1 Введение в проблематику распределенных вычислений

1.2 Требования к реализации территориально-распределенной вычислительной среды (ТРВС)

1.3 Обзор существующих технологий

1.3.1 Интерфейс MPI и его реализации

1.3.2 Интерфейс PVM

1.3.3 Пакет реализации GRID-вычислений GlobusTookit
1.3.4 Система пакетного планирования Torque
1.3.5 Пакет реализации GRID-вычислений Sun GRID Engine #1
1.4 Цель и задачи диссертационного исследования
Глава 2. Модель представления территориально-распределенной вычислительной среды (ТРВС)
2.1 Формализованное представление ТРВС
2.2 Представление задач
2.3 Сравнение централизованного и территориально-распределенного подходов с точки зрения времени решения задач
2.4 Обобщенный алгоритм распределения задач по вычислительным ресурсам
2.5 Пример использования алгоритма распределения
2.6 Выводы по главе
Глава 3. Определение архитектурных принципов построения ТРВС
3.1 Разработка архитектуры ТРВС
3.1.1 Выбор режима многозадачной работы ТРВС
3.1.2 Разработка общих принципов организации архитектуры ТРВС
3.1.3 Классификация и сравнительный анализ возможных вариантов построения ТРВС
3.2 Динамическое управление приоритетами задач
3.3 Обработка ошибочных ситуаций
3.4 Выбор средств синхронизации процессов выполняемых задач
3.5 Методика измерения затрат времени на передачу данных
3.6 Выводы по главе
Глава 4. Реализация и практическое применение ТРВС
4.1 Реализация экспериментальной версии ТРВС
4.1.1 Определение требований к экспериментальной версии ТРВС и выбор
структуры программного проекта
4.1.2 Разработка протокола взаимодействия компонентов ТРВС
4.1.3 Особенности многопоточного режима
4.2 Экспериментальная проверка применимости ТРВС
4.2.1 Цель эксперимента и методика его проведения
4.2.2 Результаты эксперимента
4.3 Применение ТРВС в учебном процессе
4.4 Возможность реализации ТРВС на базе существующих технологий
4.5 Рекомендации по использованию и дальнейшему развитию ТРВС
4.6 Выводы по главе
Заключение
Список литературы
Приложение А. Пошаговый пример выполнения алгоритма распределения задач
по вычислителям
Приложение Б. Краткое руководство пользователя экспериментальной версии
ТРВС
Приложение В. Описание интерфейса взаимодействия между прикладной задачей

и клиентской библиотекой экспериментальной версии ТРВС
Приложение Г. Исходный текст программы задачи расчета режима
установившегося режима электроэнергетической системы
Приложение Е. Порядок и условия проведения эксперимента по проверке
работоспособности ТРВС
Приложение Ж. Акты об использовании результатов диссертационного исследования

принципов организации многозадачной территориально-распределенной среды, отвечающей заданным требованиям.
ТРВС можно представить в виде следующей конструкции:
ТРВС s ,E={TT=},R,F,y(G,TT,F,R,E)>. (1)
Где:
А — требования к реализации ТРВС и возможные накладываемые ими ограничения;
G — аппаратная составляющая ТРВС, состоящая из вычислительных ресурсов Р и каналов связи между ними V;
Е — множество выполняемых в данный момент времени на ТРВС задач, каждая из которых состоит из множества параллельных процессов ТТ, включающих в себя вычислительные этапы С и обмены данными с другими параллельными процессами задачи U;
R — множество приоритетов выполняемых на ТРВС параллельных процессов; F — множество ограничений на возможность выполнения задачи на вычислителей, обусловленных территориальной распределенностью;
у — функция распределения параллельных процессов задачи по вычислителям.
Данная диссертационная работа является продолжением проводимых на кафедре ВМСиС исследований в области применения распределенных вычислений для управления территориально-распределенными промышленными объектами, в частности исследований по применению декомпозиционных методов при управлении энергетическими системами, выполненных Н.В. Родиной, А.Б. Бурцевым,
O.A. Абдулрадхом,
В ходе проводимого в рамках данной работы исследования необходимо поставить и решить следующие задачи:
1. Предложить математическую модель вычислительной среды и выполняемых на ней задач, которая позволит формально описывать влияние территориальной распределенности и расположение источников и получателей данных.
2. Разработать стратегию распределения задач, учитывающую расположе-