Планирование заданий с временной функцией потери ценности решения в сетевой среде распределенных вычислений

• Автор: Голосов, Павел Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 106 с. : ил.

1.1. Основные понятия.1 б

1.2. Организация управления заданиями и ресурсами в ОВС

1.2.1. Система управления ресурсами ОВС централизованного типа

1.2.2. Иерархическое построение системы управления ОВС

1.2.3. Децентрализованная система управления ресурсами ОВС .

1.2.4. Средства промежуточного программного обеспечения для ОВС.

1.3.1РОБЛЕМА КАЧЕСТВА ОБСЛУЖИВАНИЯ ЗАДАНИЙ В ОВС

1.3.1. Анализ способов построения очереди заданий в распределенных ВС.

1.3.2. Административный подход к регулированию потока заданий.

1.3.3. Распределение заданий на основе общей целевой функции

1.3.4. Распределение заданий с использованием алгоритмов экономических моделей.

1.3.4.1. Программный комплекс
1.3.4.2. Система полирования X
1.3.4.3. Система планирования , i .
1.3.4.4. Система управления i ii ЕЕ
1.3.4.5. Система управления i i .
1.3.4.6. Система управления i .
1.3.5. Управление ресурсами на основе условностоимостного исчисления в ОВС
1.4. Теоретические основы применения экономических моделей
ДЛЯ ОРГАНИЗАЦИИ УПРАВЛЕНИЯ В РАСПРЕДЕЛЕННЫХ
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СРЕДАХ
1.5. Выводы ПО ГЛАВЕ 1.
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ПЛАНИРОВАНИЯ
ЗАДАНИЙ В ОВС НА ОСНОВЕ УСЛОВНОСТОИМОСТНОГО ИСЧИСЛЕНИЯ
2.1. МОДЕЛЬ ПЛАНИРОВАНИЯ ЗАДАНИЙ В ВС И ОВС
2.1.1. Распределение заданий для выполнения в объединении ВС.
2.1.2. Построение очереди заданий в ВС.
2.1.3. Ценовое ранжирование заданий
2.2. Реализация планирования заданий в ОВС.
2.2.1. Архитектура и принцип функционирования системы планирования заданий, использующей алгоритмы экономических моделей.
2.2.2. Двухуровневая организация планирования заданий
2.2.3. Внеочередное планирование.
2.2.4. Оптимизация расходования пользовательских квот
2.2.5. Работа системы планирования заданий в режиме моделирования.
2.3. Выводы ПО ГЛАВЕ 2.
ГЛАВА 3. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ СИСТЕМЫ
ПЛАНИРОВАНИЯ ЗАДАНИЙ.
3.1. Обеспечение надежного распределения заданий в ОВС
3.2. Оценка эффективности работы СПЭА
3.2.1. Эксперименты по оценке количества обслуживаемых заданий и загруженности ресурсов для ВС эксперименты серии 1.
3.2.2. Результаты экспериментов серии
3.2.3. Дополнительные оценки экспериментов серии 1 оценка качества обслуживания заданий
3.2.4. Оценка результатов экспериментов серии
3.2.5. Эксперимент по оценке количества обслуживаемых заданий
и загруженности ресурсов для ОВС эксперименты серии
3.2.6. Оценка результатов эксперимента серии 2.
3.3. Выводы по главе 3.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
ВС вычислительная система
ОВС объединенная вычислительная среда
ОС операционная система
ПО программное обеспечение
СУПЗ система управления прохождением заданий
СУ система управления ресурсами
ЭФ элементарный фрагмент задания
СПЭА система планирования заданий на основе экономических
алгоритмов.
ВВЕДЕНИЕ


Задача гарантированного своевременного обслуживания при множественном доступе к ресурсам осложняется тем, что само время решения пользовательских задач является случайной величиной и единственной оценкой их трудоемкости является заведомо достаточное время решения например, на одном вычислительном узле заданной ВС. При объединении ВС в единую вычислительную среду у пользователя появляется возможность решения задач большего масштаба, при этом возрастает сложность системы управления, обеспечивающей распределение заданий в ней и их назначение на локальные ресурсы ВС. Интеграция ВС в состав объединенной вычислительной среды позволяет при наличии соответствующих механизмов повышать эффективность использования ресурсов ВС за счет перераспределения нагрузки между ВС разной степени загруженности . Характер рассматриваемых задач, предназначенных для решения в рамках объединенной вычислительной среды, позволяет отнести такие вычислительные объединения к системам оперативного времени. Решение задачи представляет собой процесс выполнения параллельной программы на некотором множестве вычислительных узлов одной или нескольких ВС. Свойством заданий является ограниченное время актуальности результатов их выполнения, характеризуемое для каждого из них функцией полезности актуальности. Выполнение заданий происходит в оперативном режиме до момента потери ими актуальности. Если задание было распределено на выполнение, но не было выполнено вовремя, оно не считается выполненным успешно при оценке эффективности работы вычислителя и в вычислительном смысле эквивалентно его простою. Сведения о средней загруженности ВС при этом не используются для оценки качества распределения заданий, поскольку не дают представления об эффективности ее работы, что отличает системы данного класса от систем разделения времени. В качестве ресурсов вычислительных систем рассматриваются центральные процессоры вычислительных узлов. Входящие в ее состав ВС распределены в открытой глобальной сетевой среде. База вычислительных ресурсов объединенной вычислительно среды формируется из независимых друг от друга ВС или отдельных компьютеров. Ресурсы объединенной вычислительной среды используются в коллективном режиме, поэтому должно обеспечиваться гибкое и скоординированное их распределение между пользователями, решающими разные задачи. Состав ресурсов, состав пользователей и их заданий динамично меняются. На сегодняшний день в ряде стран, в том числе в России и странах СНГ, уже созданы и используются объединенные вычислительные среды, организованные, в том числе, и в виде гридсистем ,,, предназначенные для решения различных классов задач ,,. В США, помимо решения научных и образовательных задач компьютерная сеть национального фонда научных исследований . ПАСА Ii i, глобальная информационная сеть министерства обороны I i. В настоящей работе проведены исследования на тему своевременного обслуживания заданий, обладающих свойством потери актуальности решения, в многопользовательском опытном сегменте объединенной вычислительной среды ОВС. НИИ КВАНТ и ИПМ им. М. В. Келдыша РАН, головное предприятие МСЦ РАН. Существующие в ОВС средства планирования заданий 6,,. Особенностью используемой сегодня в ОВС приоритетной схемы планирования является и то, что для каждой ВС, входящей в ее состав, шкала приоритетов пользователей и их заданий, в соответствии с которыми происходит определение очередности выполнения заданий, является уникальной. Это делает невозможной организацию взаимодействия ВС для перераспределения заданий между ними. В работах ,, рассматриваются решения, позволяющие организовать процесс обработки заданий в ОВС, отвечающий предъявляемым требованиям по безопасности объединяемых ресурсов и выполняющихся заданий, а также обеспечивающие постоянную доступность и надежность вычислительных ресурсов. Разрабатываемая в настоящей работе система планирования заданий и распределения ресурсов ориентирована на обеспечение приемлемого для использования и прогнозируемого времени обслуживания параллельных заданий пользователей при их назначении на вычислительные ресурсы ОВС.