Методы и программные средства логического управления вычислительными процессами в агентно-ориентированных метакомпьютерных системах

• Автор: Карамышева, Надежда Сергеевна
• Шифр специальности: 05.13.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 247 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.
1 Анализ проблем интеграции и развитие программного обеспечения облачных, агентноориентированных и метакомпыотерных вычислений.
1.1 Современные тенденции и анализ платформ для реализации метакомпыотерных и облачных вычислений

1.1.1 Выбор платформы для реализации метакомпыотерных систем

1.1.2 Метакомпыогеры как облачные сервисы.

1.1.3 Мультиагентные системы как основа построения

метакомпьютных архитектур.

1.1.4 Агенты и мультиагентные системы свойства, классификация

и языки программирования

1.2 Методы проектирования и основные требования к распределенным сетевым программам

1.3 Формальное определение эволюционирующей агентноориентированной сети функциональных операторов
1.4 Развитие декларативного подхода к описанию событий
в мультиагентных системах на основе использования семантических
сетей и функциональных фреймов.
1.4.1 Особенности применения агентноориентирован ного подхода
в информатике.
1.4.2 Представление декларативных знаний о событиях в мультиагентных системах семантическими сетями с событиями.
1.4.3 Построение фреймовых моделей событий в мультиагентных системах
1.4.4 Переход от сетевых представлений событий к активным инфологическим моделям мультиагентных систем
1.5 Агентноориентированные концептуальные сети построение на основе интерации декларативного и процедурного подходов
к представлению знаний.
1.6 Рекомендации по применению и развитию декларативнопроцедурного метода логического управления глобальными вычислительными процессами в агентноориентированных метакомпыотерных системах.
1.7 Выводы по главе
2 Обобщенная логикоалгебраическая модель метакомпьютера и организация вычислительных процессов в мультиагентных
метакомпьютерных системах
2.1 Уточнение определения мультиагентной системы
2.2 Расширенное определение мультиагентной системы
2.3 Формальное определение мультиагентного метакомпьютера.
2.4 Метод синтеза системной архитекту ры агентноориентированных мстакомпыотсрных систем
2.5 Синтаксис и основы семантики декларативнопроцедурного языка программирования для мультиагентных метакомпьютеров.
2.5.1 Особенности использования продукционного стиля
программ ирования.
2.5.2 Модификация парадигмы продукционного программирования
для агентноориентированных метакомпьютерных приложений.
2.5.3 Синтаксис и элементы семантики декларативнопроцедурного
языка агентноориентироваиного распределенного программирования
2.5.4 Обоснование декларативнопроцедурного языка промежуточного уровня для агентноориентированных метакомпьютерных систем
2.6 Составление продукционнопроцедурных правил для формально определенного мультиагентного метакомпыотера на основе схем функциональных операторов.
2.7 Рекомендации по анализу эффективности функционирования агентноориентированных метакомпьютерных систем.
2.8 Выводы по главе 2.
3 Логическое управление процессами и ресурсами в метакомпьютерных системах на основе распределенных баз знаний с интенсивным обновлением.
3.1 Логические спецификации и ситуационное управление
в имитационных моделях метакомпьютерных систем.
3.1.1 Ситуационное управление в сетях.
3.1.2 Логическое управление очередями в метакомпьютерных системах
3.1.3 Особенности формализации систем с прерываниями
в работе устройств
3.1.4 Формализация процессов занятия и освобождения ресурсов
в распределенных системах логического управления
3.2 Формализация сложных взаимодействий процессов при использовании разделяемых ресурсов
3.3 Представление продукционных правил в предикатных сетях.
3.4 Формализация модифицированного режима предоставления ресурсов
в вычислительной сети.
3.5 Реализация распределенной системы логического управления на основе концепции согласования процессов через предикатное пространство.
3.6 Взаимодействие управляющей и операционной сетей.
3.7 Сетевые модели и логикоалгебраические выражения для распределенных систем со сложными динамическими структурами
3.8 Выводы по главе 3.
4 Практические вопросы реализации агентноориентированных метакомпыотерных приложений
4.1 Агентноориентированное процедурное и продукционнопроцедурное программирование метакомпыотерных систем.
4.2 Организация логического управления глобальными вычислительными процессами в системах метакомпьютерного типа.
4.3 Рекомендации по реализации спецификации интерфейса передачи сообщений в агентноориентированных метакомпыотерных системах
4.4 Организация распределенной агентноориентированной системы управления базами данных в метакомпыотерной среде с топологией
типа кольцо.
4.5 Анализ результатов тестирования агентноориентированной метакомпыотерной системы.
4.6 Выводы по главе 4.
Заключение.
Библиографический список.
Приложение А. Система моделирования распределенных систем логического управления с интенсивно используемой базой знаний.
Приложение Б. Агентноориентированная метакомпыотерная система для обработки данных программашаблон для создания метакомпыотерных
приложений
Приложение В. Интеллектуальный кластер распределенная сетевая агентноориентированная база данных для метакомпыотерной системы
Приложение Г. Акты о внедрении результатов работы
ВВЕДЕНИЕ
В последнее время большое внимание уделяется проблемам использования вычислительных сетей как больших вычислительных систем, предназначенных для решения задач, не требующих интенсивного взаимодействия между параллельно исполняемыми частями. Связанная с подобной проблемой технология метакомпьютинга определяется в работах 1, 2 как использование мощных вычислительных ресурсов, доступных прозрачно посредством телекоммуникационной среды. С другой стороны, существует мнение, что концепция метакомпьютерной технологии не предъявляет особых требований к вычислительным мощностям процессорных ресурсов, в качестве которых могут выступать рабочие станции и персональные компьютеры, подключенные к сети. Поэтому более общим следует считать определение метакомпыотера как виртуального компьютера, динамически организуемого из гео1рафически распределенных ресурсов, соединенных сетями передачи данных 3. В состав метакомпыотерной системы, таким образом, могут входить как простые персональные компьютеры, так и мощные кластерные и массивнопараллельные системы. В настоящей работе рассмотрены проблемы выбора, разработки и интеграции технологий программной реализации сетевых агентноориентированных метакомпьютерных систем.
Актуальность


Под облачными вычислениями подразумевается такая технология обработки данных, при которой компьютерные ресурсы предоставляются пользователям как Интернетсервисы, или так называемые облачные сервисы. Интернете и может временно кэшироваться на клиентской стороне . Программное обеспечение, при помощи которою обеспечивается согласованная работа серверов, предоставляющих облачные услуги, относится к классу i. Это программное обеспечение осуществляет выделение вычислительных ресурсов для решения задачи, балансировку нагрузки и мониторинг состояния сетевого оборудования, в первую очередь серверов. Распространен такой вид виртуализации сетевых ресурсов, как виртуализация серверов с размещением виртуальных серверов на реальных 2. Ведущие поставщики облачных сервисов фирмы , i, i, и другие предоставляют различные облачные услуги хранение данных, в том числе в распределенных хранилищах данных, аренду виртуальных серверов, предоставление вычислительных мощностей, хранение приложений, библиотек и связанных с ними конфигурационных параметров, выбор типа операционной системы, на которой предполагается выполнять приложения, предоставление доступа к высокопроизводительным компьютерам и системам через Интернет. Известны также и другие разработчики приложений как сервисов фирмы i i, , , , i, , . С совсем недавнего времени начали получать применение инфраструктуры и облачные сервисы, созданные упомянутыми фирмами, такие как vi инфраструктура vi платформы в облаке и входящий в нее вебсервис i , который предоставляет вычислительные мощности в облаке, сервис облачных высокопроизводительных вычислений, i новая серверная операционная система, предлагаемая в качестве платформы для создания облачных вебприложений, известная ранее под названием i , i сервис хостинга сайтов и приложений на серверах 3. Организация метакомпьютеров в виде облачных сервисов отражает современную тенденцию к организации распределенных вычислений, при которой используемое программное обеспечение метакомпыотера так же, как и облачное программное обеспечение, относящееся к классу i и сами обрабатываемые данные хранятся на облачных серверах, а в распоряжении клиента имеется простой интерфейс. Однако облачным технологиям присущи и некоторые недостатки, сдерживающие их промышленное и научное применение. Интернетом, трудоемко настраивание программного обеспечения, затребованного пользователем, под его собственные цели. Последние ограничения частично преодолимы путем интеграции облачных и агентноориентированных технологий. Например, концепция мобильных вычислений, поддерживаемая мигрирующими агентами, ие требует постоянного соединения клиента с Интернетом. Часть работы агент может выполнить автономно и далее передать ее результаты после того момента времени, когда клиент снова подключится к сети. Специальные агенты могут осуществлять поиск, отбор и мониторинг данных. Агенты, осуществляющие обработку данных от различных источников, могут взаимодействовать друг с другом, клонироваться и перемещаться на различные серверы. Благодаря данным функциям агентов возможно преодолеть многие недостатки и развить функциональность облачных сервисов, используя потенциально неограниченные вычислительные ресурсы и ресурсы хранения. Благодаря агентиоориентированным технологиям можно увеличить потенциальные возможности облачных технологий, такие как гибкая виртуализация ресурсов, высокая доступность, прозрачный доступ, простое администрирование, масштабирование вычислений и ресурсов хранения. В промышленности, научных и учебных учреждениях при помощи облачных технологий можно сократить расходы на приобретение, использование и хранение программ и данных, которые могут находиться на удаленных серверах. Состав основных облачных сервисов, рассмотренных в работе 4 и известных также по другим работам , 2, 3, представлен на рисунке 1. Данные сервисы выполняют в основном не вычислительные функции, а функции хранения и обработки данных. Подобно тому, как из облака на подключенном к сети компьютере запускаются программы, может быть организован и запуск больших масштабируемых сетевых приложений, например, метакомпыотерных сервисов, что не нашло пока отражения в литературе. Рисунок 1.