Алгоритмы нейропрогнозирования для оперативного регулирования распределенной централизованно-кольцевой системы обработки информации

• Автор: Городилов, Александр Викторович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 205 с. : ил.

Содержание
Введение.
1. Исследование проблем оперативного регулирования распределенных систем и постановка задачи диссертационных исследований.

1.1. Основные требования к архитектуре распределенных систем обработки информации

1.2. Топология распределенных систем

1.3. Функциональные уровни распределенных систем

1.4. Обобщенная структура распределенных систем.

1.5. Обзор технологий разработки распределенных систем

1.6. Проблемы регулирования вычислительной нагрузки в распределенных системах.

1.7. Постановка задачи диссертационного исследования

Выводы по главе 1.

2. Анализ и разработка методов и алгоритмов нейропрогнозирования для оперативного регулирования распределенной централизованнокольцевой системы.
2.1. Анализ повышения эффективности распределенных централизованнокольцевых систем обработки информации.
2.2. Разработка архитектуры распределенных систем с оперативным регулированием вычислительной мощности
2.3. Анализ основных методов прогнозирования вычислительной нагрузки
2.4. Обоснование выбора типа нейронной сети для реализации механизма оперативного прогнозирования
2.5. Разработка общего подхода к прогнозированию на основе аппарата нейронных сетей.
2.6. Метод прогнозирования нагрузки на основе многослойного перцептрона.
2.7. Способ подготовки данных нейронной сети
Выводы по главе 2.
3. Программная реализация механизма оперативного регулирования распределенной централизованнокольцевой системы
3.1. Архитектура и состав библиотеки компонентов
3.2. Классы и программная реализация функциональности нейронной
3.3. Программная реализация механизма обучения многослойного перцептрона
3.4. Программная реализация модуля прогнозирования вычислительной
нагрузки распределенной централизованнокольцевой системы
Выводы по главе
4. Экспериментальное исследование эффективности механизма оперативного регулирования в распределенной централизованнокольцевой системе с применением нейропрогнозирования.
4.1. Разработка имитационной модели для оперативного регулирования распределенных централизованнокольцевых систем
4.2. Определение параметров экспериментальных исследований.
4.3. Результаты экспериментальной проверки времени обработки запросов и количества ресурсов вычислителей с применением
оперативного регулирования.
Выводы по главе
Заключение.
Литература


При условии однотипности вычислительных компонентов их совокупная вычислительная мощность определяется лишь их количеством. Одним из необходимых свойств программного обеспечения в целом и архитектуры системы в частности, является открытость. Открытость позволяет легко расширять и модифицировать систему3. Для этого компоненты системы должны иметь заранее определенные и подробно описанные интерфейсы. Требование открытости обусловлено тем, что общая архитектура не должна меняться даже при изменении функциональных требований. Система должна допускать интеграцию новых компонентов, отвечающих новым функциональным требованиям. Таким образом, открытость сводится к полной формализации множества операций, реализуемых компонентом. Формализация может быть представлена как в виде текстовой информации справочники, документация, и т. X , так и в бинарном виде с возможностью перевода в текстовый, как это реализовано в v и . Неоднородность компонентов обуславливается использованием различных технологий для реализации услуг, управления данными и выполнения команд на аппаратной платформе 3. Неоднородность распределенной системы возникает по ряду причин. Нередко компоненты приобретаются в готовом виде. Для вновь конструируемых компонентов возникает необходимость взаимодействия с существующими компонентами. В любом из этих случаев компоненты с большой вероятностью будут неоднородными. Причинами неоднородности могут быть независимость разработчиков компонентов, создание компонентов в разное время или тот факт, что для данного компонента лучше подходит одна из нескольких технологий. Под ресурсами понимается аппаратура, программное обеспечение и данные. Разделение ресурсов часто требуется для более эффективного использования дорогостоящих ресурсов. Зачастую в распределенных системах право на доступ к ресурсам реализуется менеджерами ресурсов . Аппаратура, программы и сеть не всегда работают безотказно. Сбои происходят изза ошибок в программах, неисправностей вспомогательного оборудования, неверных действий пользователя или просто старения оборудования. Например, срок службы жесткого диска составляет от двух до пяти лет, что существенно меньше среднего срока службы вычислительной системы . Под отказоустойчивостью подразумевается способность системы продолжать работу даже при возникновении неисправностей. Требование отказоустойчивость часто обуславливает выбор распределенной архитектуры системы. Зачастую отказоустойчивость систем достигается за счет избыточности. С применением репликации производится удвоение функционирующих компонентов с актуальными данными. При отказе основного компонента в работу вступает его копия, и обслуживание клиентских запросов не прекращается. В работе приведен ряд общих подходов к отказоустойчивости ПО, многие из которых являются применимыми к системам распределенных вычислений. Самым распространенным методом повышения отказоустойчивости неверсионного ПО является механизм перезапуска с контрольной точки сескро1тгеаг1. Ыоскь. Архитектура крупной распределенной системы, удовлетворяющей всем или части выше перечисленных требований, достаточно сложна. В то же время такая система должна восприниматься пользователем как единое интегрированное вычислительное средство. Иначе говоря, тот факт, что система состоит из нескольких компонентов, должен быть скрыт от пользователей, т. Основные концепции прозрачности ПО изложены в стандарте ЕС Информационные технологии. Открытая распределенная обработка. Эталонная модель. Архитектура . Эффективность любой вычислительной системы зависит от эффективности работы каждого узла. Согласно закону Меткалфа потенциальная ценность сети равна квадрату количества узлов. Это лишний раз доказывает эффективность распределенных систем, однако, максимальная эффективность может быть получена только в случае соединения всех систем в глобальную распределенную сеть вычислений. При постоянном увеличении количества узлов важны принципы и правила организации связей между узлами топология. В настоящее время крупнейшей распределенной системой является сеть Интернет. С точки зрения топологии эта сеть имеет децентрализованную структуру.