Моделирование, сбор и анализ количественных характеристик функционирования распределенных разнородных аппаратно-программных комплексов

• Автор: Шмырев, Николай Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 112 с. : ил.

Оглавление
Введение

1 Обзор методов профилирования и моделирования производительности

1.1 Диагностика производительности.

1.2 Направления развития средств профилирования

1.3 Автоматическое использование данных профилирования .

1.4 Управление производительностью.

1.5 Моделирование производительности.

1.6 Проблемы соответствия модели и приложения

1.7 Программирование, ориентированное на мониторинг

1.8 Выводы.
2 Моделирование, сбор и анализ количественных характеристик функционирования как аспекты контролируемого выполнения
2.1 Расширение понятия контролируемого выполнения аппаратно
программных комплексов
2.2 Особенности целевых аппаратнопрограммных комплексов . .
2.3 Контролируемое выполнение, основанное на моделировании и
верификации
2.4 Сбор и анализ информации средствами контролируемого выполнения . . .
2.5 Выводы.
3 Моделирование систем и количественных характеристик их функционирования
3.1 Модель распределнных вычислений.
3.1.1 Моделирование разных аспектов вычисления.
3.1.2 Моделирование ресурсов.
3.1.3 Полная модель приложения.
3.2 Моделирование последовательных распределнных приложений
3.3 Автоматизация описания приложения .
3.4 Использование АСБЬ.
3.5 Библиотека моделирования и самоконтроля
3.5.1 Аннотированная библиотека самоконтроля.
3.5.2 Аннотации к системным функциям взаимодействия потоков и процессов.
3.5.3 Вспомогательные утверждения .
3.6 Интеграция со средой разработки приложений
3.7 Выводы.
4 Сбор и анализ количественных характеристик функционирования
4.1 Сбор количественных характеристик
4.1.1 Архитектура системы профилирования.
4.1.2 Описание компонентов системы профилирования
4.2 Поддержка оптимизации но профилю в компиляторе СКРВ
Багет 3.0
4.3 Выводы.
Заключение
Литература


Основной целыо диссертационной работы является разработка методов и программных средств, позволяющих решать задачи диагностики производительности и контроля за использованием ресурсов в рамках аппаратно-программных комплексов и их компонентов в процессе работы. Для достижения указанной цели необходимо разработать средства сбора и анализа количественных характеристик функционирования распределённых аппаратно-программных комплексов, а также методику моделирования и верификации специализированных приложений, выполняющихся на этих комплексах, на основе построенной модели. Научная новизна. Концепция контролируемого выполнения существенно расширена и обобщена за счет включения в неё разработанных автором методик моделирования и верификации распределённых разнородных аппаратно-программных комплексов, а также средств сбора и анализа количественных характеристик функционирования таких комплексов. Предложены средства построения моделей распределенных разнородных аппаратно-программных комплексов с учётом количественных характеристик их функционирования. Практическая ценность. Реализованы новые компоненты инструментального комплекса контролируемого выполнения, осуществляющие моделирование, сбор и анализ количественных характеристик приложений реального времени, функционирующих на отечественных ЭВМ серии Багет. Апробация. Основные положения диссертационной работы докладывались на III международной конференции «Параллельные вычисления и заг дачи управления», Москва, ИПУ РАН, ; на VI международной конференции «Идентификация систем и задачи управления», Москва, ИПУ РАН, ; на III международной научной конференции по проблемам безопасности и противодействия терроризму, Москва, МГУ им. М.В. Ломоносова, ; на международной научной конференции «Моделирование-», Киев, ИП-МЕ им. Г.Е. Пухова НАН Украины, ; на IV международной конференции «Параллельные вычисления и задачи управления», Москва, ИПУ РАН, ; на IV международной научной конференции по проблемам безопасности и противодействия терроризму, Москва, МГУ им. М.В. Ломоносова, ; на VIII международной конференции «Идентификация систем и задачи управления», Москва, ИПУ РАН, ; на семинаре «Современные сетевые технологии», МГУ им. М.В. Ломоносова, ; на научно-исследовательском семинаре «Проблемы проектирования и реализации базового аппаратно-программного обеспечения» в НИИ системных исследований РАН. Публикации. По теме диссертации опубликовано печатных работ: [4], [2], [3], [7], [9], [], [8], [6], [5], [], [] из них в соавторстве, 3 в изданиях по перечню ВАК. Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения и списка литературы. Первая глава представляет собой обзор имеющихся средств и методов профилирования, построения моделей и верификации приложений. Подробно рассматриваются средства статического и динамического моделирования, обосновывается их недостаточность для решения поставленных в работе задач. Во второй главе формулируется обобщение концепции контролируемого выполнения, приводится обоснование необходимости такого обобщения для задачи моделирования и верификации выполнения приложений. В третьей главе подробно рассматриваются средства и методы моделирования, предложенные и реализованные автором в рамках инструментального комплекса «СОМ» (Система Отладки/Мониторинга). Рассматривается механизм адаптивной компиляции, реализованный для разработанного в НИИСИ РАН компилятора. Приводится описание архитектурных и технологических решений, которые позволили интегрировать разработанные автором средства в инструментальный комплекс «СОМ». Рассматриваются механизмы взаимодействия разработанных средств со средствами сторонних производителей. В заключении излагаются основные результаты диссертационной работы. Список литературы насчитывает 5 названий. Под профилированием обычно понимается сбор данных о затратах процессорного времени на выполнение различных частей приложения. В данной работе термин профилирование понимается в более общем значении, как механизм сбора, анализа и систематизации количественных характеристик выполнения приложений. В качестве таких характеристик могут выступать данные об использовании не только процессорного времени, но и других ресурсов, таких как память, пропускная способность сети, потребляемая энергия [).