Методика нечеткой балансировки нагрузки открытого виртуального исследовательского пространства на основе имитационного эксперимента

• Автор: Николаев, Андрей Валерьевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Ижевск
• Количество страниц: 174 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Основные обозначения и сокращения.

Введение

1 Анализ подходов к планированию загрузки программноаппаратного комплекса ОВИП.

1.1 Открытое виртуально исследовательское пространство

1.2 Планирование вычислительного процесса.

1.3 Классификация способов планирования загрузки

1.3.1 Способы планирования в операционных системах

1.3.2 Кластерные решения

1.3.3 Планирование загрузки оборудования на предприятиях

1.4 Описание процесса планирования аппаратного ресурса ОВИП и составления расписания
1.4.1 Прием заявок
1.4.2 Описание распределения заявок.
1.4.3 Описание работы компонентов подсистемы моделирования
1.5 Способы балансировки нагрузки ПАК.
1.5.1 Критерии эффективности ПАК
1.5.2 Применение различных алгоритмов обслуживания задач
1.5.3 Изменение структуры ПАК.
1.5.4 Оптимизация расписания задач ПАК
1.6 Обзор пакетов оптимизации
1.6.1 Основные сведения.
1.6.2 Обзор пакетов оптимизации.
1.7 Проблемы автоматизации планирования загрузки ПАК .
1.8 Цели и задачи исследования
1.9 Выводы по главе.
2 Методика нечеткой балансировки нагрузки ПАК ОВИП
2.1 Концептуальная модель планирования
2.2 Математическая модель планирования использования ресурсов ПАК.
2.2.1 Ресурсы.
2.2.2 Система заданий.
2.3 Балансировка нагрузки ресурсов ПАК
2.3.1 Блок выполнения имитационной модели.
2.3.2 Блок структурной оптимизации
2.3.3 Блок оптимизации расписания.
2.3.4 Блок принятия решения о завершении
2.4 Имитационная модель ПАК.
2.4.1 Структура ИМ
2.4.2 Элементы ИМ и их связи
2.5 Показатели и критерии эффективности загрузки ПАК ОВИП
2.5.1 Возможные факторы влияния
2.5.2 Главные критерии оптимизации.
2.6 Выводы по главе
3 Программный комплекс нечеткой балансировки нагрузки ПАК ОВИП .
3.1 Общие сведения.
3.1.1 Программное обеспечение, необходимое для функционирования программы.1
3.1.2 Языки программирования, на которых написана программа
3.2 Функциональное назначение
3.2.1 Классы решаемых задач
3.3 Назначение программы.
3.4 Описание логической структуры
3.4.1 Алгоритм программы
3.4.2 Используемые методы
3.4.3 Структура программы с описанием функций составных частей и связи между ними.
3.4.4 Подмножество сущностей Расписание
3.4.5 Подмножество сущностей Компоненты
3.4.6 Подмножество сущностей Группы
3.4.7 Подмножество сущностей Модели
3.5 Связи программы с другими программами
3.6 Используемые технические средства
3.7 Вызов и загрузка.
3.8 Входные данные.
3.8.1 Характер, организация и предварительная подготовка входных данных.
3.8.2 Формат, описание и способ кодирования входных данных
3.9 Выходные данные
3.9.1 Характер и организация выходных данных.
3.9.2 Формат, описание и способ кодирования выходных данных
3Выводы по главе.
4 Экспериментальное исследование методики нечеткой балансировки . нагрузки ПАК ОВИП
4.1 Методика экспериментального исследования.
4.1.1 Выбор инструментов экспериментального исследования.
4.2 Исследование планирования ресурсов на основе имитационной модели .
4.3 Исследование методики балансировки нагрузки ПАК
4.4 Анализ эффективности работы системы
4.5 Выводы и заключение к главе
Заключение.
Список использованной литературы


Предметом исследования являются методы анализа и балансировки нагрузки программно-аппаратною комплекса, способы изменения структуры, реализующие эти методы и способы алгоритмы, программы и технологии балансировки нагрузки, а также оценки их эффективности и возможности практической реализации при решении различных прикладных задач, связанных с развертыванием и обслуживанием открытого виртуального исследовательского пространства. Методы исследования. В работе применялись теоретические и экспериментальные методы исследования. Теоретические исследования основаны на использовании теории систем массового обслуживания, теории множеств, теории нечетких множеств и нечеткой логики, теории расписаний, теории вероятностей и математической статистики,. В экспериментальных исследованиях разработанных моделей и алгоритмов использовались методы имитационного моделирования, реляционной алгебры, системного анализа, нечеткого вывода, оптимизации, системного и прикладного программирования. Достоверность изложенных положений работы подтверждается результатами практического применения разработанных методов, алгоритмов. Достоверность и обоснованность полученных в работе результатов и выводов подтверждается при их сравнительном анализе с известными результатами современных исследований и разработок. Теоретические положения, установленные в работе, обосновываются адекватным выбором исходных посылок и последовательным применением математического аппарата при получении из них выводов, а также верификацией этих выводов данными систематического исследования полученных аналитических результатов. Достоверность экспериментальных результатов подтверждается их согласованностью с теоретическими выводами, обоснованным выбором корректных критериев при построении алгоритмов нечеткой балансировки, воспроизводимостью результатов на больших объемах экспериментального материала при выполнении серий вычислительных экспериментов с большим количеством изменяемых значении влияющих параметров, наглядностью интерпретации полученных практических результатов обработки информации. ОВИЛ. ОВИЛ. Практическая значимость заключается в применении новых эффективных моделей и методов нечеткой балансировки нагрузки программноаппаратного комплекса открытого виртуального исследовательского пространства. Разработано программное обеспечение, реализующее методы и технологию нечеткой балансировки нагрузки программно-аппаратного комплекса ОВИП на основе результатов имитационного эксперимента и формирования, изменения и анализа структуры комплекса с применением нечеткой логики. Разработанные программные средства обеспечивают реализацию эффективных вычислительных схем и алгоритмов формирования и преобразования структуры программно-аппаратного комплекса ОВИП, а так же анализа и балансировки нагрузки комплекса, что позволяет обеспечивать ввод и хранение информации о доступном программном и аппаратном обеспечении открытого виртуального исследовательского пространства, осуществлять прогноз ожидаемых показателей пропускной способности комплекса и разрабатывать предложения по его модернизации. Методика построения имитационных моделей, удовлетворяющих свойствам открытости, решает задачу неоднократного использования моделей и их расширения с учетом специфики системы. Открытый формат хранения входных данных, конфигураций, результатов экспериментов, позволяет использовать данные из различных информационных систем. Результаты экспериментальных исследований разработанных средств и методов и оценки их эффективности и возможностей использования при решении различных прикладных задач, а также опыт их эксплуатации подтверждают целесообразность их использования для качественного повышения возможностей решения практических задач, связанных с функционированием открытого виртуального исследовательского пространства. Полученные результаты использованы при выполнении научно исследовательской работы, выполненной в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технического комплекса России на - годы» (государственный контракт № . Заявка Российская федерация; заявитель ГОУ ВПО Ижевский гос. Заявка РСТЛШ/ международная ; заявитель ГОУ ВПО Ижевский гос.