Инструментальный комплекс распределенного имитационного моделирования кластерных систем модульного программирования

• Автор: Александров, Андрей Александрович
• Шифр специальности: 05.13.11, 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 171 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ.

1.1. Задача моделирования распределенных вычислительных систем

1.2. Средства и методы имитационного моделирования

1.3. Системы имитационного моделирования

1.4. Технологии распределенных вычислений.

1.5. Технология Ш, А

1.6. Синхронизация времени

1.6.1. Консервативный алгоргипм синхронизации времени.

1.6.2. Оптимистический алгоритм синхронизации времени.

1.7. Кластерные системы модульного программирования.
ГЛАВА 2. СРЕДСТВА И МЕТОДЫ ОРГАНИЗАЦИИ РАСПРЕДЕЛЕН ТОГО ИМИТ АЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ КСМП.
2.1. Технология распредели того имита .ионного моделирования кластерных систем модульного программирования.
2.2. Распределенная имитационная модель.
2.3. Коммуникационная библиотека
2.4. Алгоритм синхронизации времени.
2.5. Обеспечение надежности.
2.6. Аппарат контрольных точек
ГЛАВА 3. ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС СИРИУС ДЛЯ ОРГАНИЗАЦИИ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ.
3.1. Архитектура
3.2. Конструктор описания предметной области
3.3. Конструктор описания программноаппаратной архитектуры
3.4. Генератор распределенной имита И июй модели
3.5. Исполнительная подсистема
3.6. Программные аспекты реализации
ГЛАВА 4. ПРИМЕНЕНИЯ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОГО КОМПЛЕКСА ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ КСМП
4.1. Проверка гипотезы о законе распределения
4.2. Пример прогнозирования времени работы модулей КСМП для
решения СБУ
4.3. Пример применения ИК СИРИУС при моделировании работы КСМП для решения СБУ
4.4. Сравнительный анализ эффектпв юс п I локального и распределенного процессов моделирования
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


Предмет исследования составляют методы и инструментальные средства распределенного имитационного моделирования КСМП. Методы исследования. При решении поставленных задач использовались методы системного программирования, характерные для автоматизации разработки больших программных комплексов, методы имитационного моделирования, организации распределенных вычислений и динамического анализа программ. Научная новизна. Предложена технология анализа эффективности функционирования КСМП, обеспечивающая (в отличие от известных) комплексное исследование характеристик как прикладного программного обеспечения, так и аппаратных средств РВС. В основе этой технологии лежат разработанные автором методы и инструментальные средства, обеспечивающие распределенное имитационное моделирование КСМП с применением средств динамического анализа программ. Практическая значимость. КСМП и проводить имитационные испытания с целью исследования эффективности работы проектируемой КС’МП. Разработанные средства зарегистрированы в Федеральной службе по интеллект}' альной собственности, патентам и товарным знакам [3] и применяются для проведения экспериментальных расчетов по плановым НИР в МДСТУ СО РАН, а также в учебном процессе в Институте математики, экономики и информатики Иркутского государственного университета. Исследование, разработка и применение представленных в диссертации программных средств выполнялись в рамках интеграционного проекта №3 СО РАН «Методы, технологии и инструментальные средства создания вычислительной инфраструктуры в 1МегпеЬ> (- гг. СО РАН 3. Интегрированные информационно-вычислительные и коммуникационные ресурсы: интеллектные методы организации, автоматизации разработки и применения» (- гг. Распределенная вычислительная САТУРН-среда»); проекта СО РАН «Разработка научных основ распределенной! ГИС и Веб-технологий для междисциплинарных исследований» междисциплинарной программы 4. Интеллектные методы и инструментальные средства разработки и комплекси-рования распределенных информационно-вычислительных ресурсов») и проекта РФФИ № 8 «Разработка и реализация распределенной вычислительной системы решения булевых уравнений большой размерности». Достоверность результатов диссертации основывается на анализе исследований отечественных и зарубежных ученых и подтверждается успешным опытом практического применения ИК СИРИУС для моделирования процесса функционирования ряда КСМП, а также для проектирования архитектуры вычислительного кластера вуза. КСМП, так и особенностей программно-аппаратной архитектуры. Коммуникационная библиотека распределенного имитационного моделирования для систем семейства СР, включающая методы синхронизации времени, обмена данными и создания контрольных точек. Реализованная коммуникационная библиотека может быть использована для разработки распределенных СР-моделей как в ИК СИРИУС, так и автономно. ИК СИРИЪ'С обеспечивающий поддержку основных этапов анализа КСМП. КСМП, а также автоматизацию построения и выполнения на вычислительных кластерах распределенных имитационных ОР-моделей. Апробация работы. Основные положения и результаты проделанной работы докладывались на научно-практической конференции «Ляпуновские чтения 8с Презентация информационных технологий» ( Иркутск, г. IV Всероссийской конференции «Математика, информатика, управление» (Иркутск, г. VI, VII и VIII Школе-семинаре молодых ученых «Математическое моделирование, управление и информационные технологии» (Ангасол-ка, г. Зеленый мыс, г. Эн хал у к, г. V и VI Международной научно-практической конференции «Моделирование. Теория, методы и средства» (Новочеркасск, г. V Школе-семинаре «Распределенные и кластерные вычисления» (Красноярск, г. Всероссийской конференции «Инфокоммунпкацнонные и вычислительные технологии и системы» (Энхалук, г. XII Байкальской Всероссийской конференции с международным участием «Информационные и математические технологии в науке и управлении» (Иркутск, г. Международной научной конференции «Параллельные вычислительные технологии (ПАВТ)» (Челябинск, г. VI Международной конференции «Идентификация систем и задачи управления (БЮРЛО)» (Москва, г.