Исследование и разработка программного комплекса системного сопровождения вычислений для вычислительной системы с автоматическим распределением ресурсов

• Автор: Петрищев, Дмитрий Вячеславович
• Шифр специальности: 05.13.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 138 с. : ил.

Введение.
1. Обзор вычислительных систем, основанных на модели вычислений, управляемых потоком данных

1.1. Вычисления, управляемые потоком данных.

1.2. Статическая модель потока данных.

1.2.1. I i i

1.2.2. Выводы по статической модели потока данных.

1.3. Динамическая модель потока данных

1.3.1. Манчестерская потоковая машина.

1.3.2. МГГ i.

1.3.3. Выводы по динамической модели потока данных

1.4. Модель потока данных с явным хранением токенов.

1.4.1. Проект .
1.4.2. Выводы по модели потока данных с явным хранением токенов.
1.5. Гибридная модель потока данных.
1.5.1. Проект ЕМ4
1.5.2. Проект .
1.5.3. Выводы по гибридной модели потока данных.
1.6. Выводы к первой главе
2. Организация вычислений с использованием ВСАРР
2.1. Модель вычислений ВСАРР
2.2. Архитектура ВСАРР
2.3. Механизмы автоматического распределения ресурсов в ВСАРР.
2.4. Механизмы управления процессом вычислений в ВСАРР
2.5. Программный комплекс системного сопровождения вычислений для ВСАРР
2.6. Организация доступа пользователей к программному комплексу системного
сопровождения вычислений для ВСАРР
2.7. Прикладные потоковые программы.
2.8. Планирование задач в соответствии с приоритетами.
2.9. Виртуальная память ВСАРР.
2 Выводы ко второй главе.
3. Разработка программного комплекса системного сопровождения вычислений дтя ВСАРР.
3.1. Требования к компонентам программного комплекса
3.1.1. Клиент.
3.1.2. Административная подсистема
3.1.3. Подсистема регистрации потоковых программ
3.1.4. База данных
3.1.5. Процесспредставитель
3.1.6. Расширение процессапредставителя
3.1.7. Супервизор.
3.1.8. Дополнительные компоненты
3.2. Взаимосвязь между компонентами программного комплекса
3.3. Алгоритмы управления задачами и памятью
3.3.1. Адаптивный алгоритм планирования с использованием динамических
приоритетов задач
3.3.2. Алгоритм планирования с использованием пакетов задач.
3.3.3. Алгоритм откачки страниц в дисковую память.
3.4. Интерфейсы компонентов программного комплекса
3.4.1. Административная подсистема
3.4.2. Подсистема регистрации потоковых программ
3.4.3. База данных
3.4.4. Процесспредставитель
3.4.5. Расширение процессапредставителя
3.4.6. Супервизор.
3.4.7. Системные вызовы.
3.4.8. Клиент.
3.4.9. Надстройки над клиентом.
3.4 Утилита запуска потоковых программ из командной строки.
3.5. Выводы к третьей главе
4. Исследование выполнения различных программ на инструментальном испытательном комплексе ВСАРР.
4.1. Инструментальный испытательный комплекс ВСАРР.
4.1.1. Имитационная модель ВСАРР.
4.1.2. Блочнорегистровая модель ВСАРР.
4.1.3. Макет ВСАРР.
4.1.4. Интегрированная среда разработки потоковых программ
4.1.5. Программный комплекс системного сопровождения вычислений.
4.2. Проведение экспериментов на инструментальном испытательном комплексе
4.3. Выводы к четвертой главе
Заключение
Литература


Объектом исследования является вычислительная система новой нетрадиционной архитектуры - вычислительная система с автоматическим распределением ресурсов, а также ее математическое обеспечение. Предметом исследования является программный комплекс системного сопровождения вычислений для ВСАРР. Исследования проводились с использованием основных положений теории параллельных вычислений, теории высокопроизводительных вычислений и теории построения операционных систем. Реализация программного комплекса системного сопровождения вычислений для ВСАРР велась с применением компонентного подхода. Впервые предложены программные средства, позволяющие организовать эффективное практическое применение ВСАРР в составе традиционной вычислительной среды. Предложены принципы функционирования программного комплекса системного сопровождения вычислений для ВСАРР, в том числе, принципы планирования задач в многозадачном режиме работы ВСАРР и принципы организации программной поддержки виртуальной памяти ВСАРР. ВСАРР. Созданы программные интерфейсы доступа к ВСАРР, позволяющие обеспечить удаленный доступ к ВСАРР и упростить интеграцию ВСАРР в традиционную вычислительную среду. Реализован программный комплекс системного сопровождения вычислений для ВСАРР. ВСАРР. Создана интегрированная среда разработки программ для ВСАРР. Создан ряд прикладных программ для ВСАРР. Разработанные методы планирования задач в многозадачном режиме работы ВСАРР и программные механизмы поддержки виртуальной памяти ВСАРР. Разработанная структура программного комплекса системного сопровождения вычислений для ВСАРР. Разработанные программные интерфейсы доступа к ВСАРР. Исследование выполнения различных программ на инструментальном испытательном комплексе ВСАРР с использованием программного комплекса системного сопровождения вычислений для ВСАРР. Разработанные научно-технические решения были реализованы в Институте проблем информатики РАН в ходе исследования и разработки вычислительной системы с автоматическим распределением ресурсов, прошли апробацию на инструментальном испытательном комплексе ВСАРР и вошли в состав инструментального испытательного комплекса. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на научных семинарах в ИЛИ РАН в - гг. Искусственный интеллект - . Интеллектуальные и многопроцессорные системы - » (пос. Кацивели, Крым, ), на «II Научной сессии Института проблем информатики Российской академии наук: Проблемы и методы информатики» (Москва, ), на международной научно-технической конференции «Интеллектуальные и многопроцессорные системы - » (пос. Дивноморское, ), на научно-практическом семинаре «Новые информационные технологии в автоматизированных системах» (Москва, ). Исследование разработанных методик, алгоритмов и программных решений проводилось в Институте проблем информатики РАН на инструментальном испытательном комплексе ВСАРР. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Общий объем диссертации составляет 8 страниц. Во введении обоснована актуальность темы диссертации, определены научная новизна и практическая значимость работы, сформулированы цель и основные задачи исследований, приведено краткое описание структуры диссертации. В первой главе диссертационной работы приведен обзор различных вычислительных систем с моделью вычислений, управляемых потоком данных, рассмотрена роль системного программного обеспечения при организации вычислений. Во второй главе диссертационной работы исследованы модель вычислений и архитектура ВСАРР, определены принципы функционирования программного комплекса системного сопровождения вычислений для ВСАРР. В третьей главе диссертационной работы определена структура программного комплекса системного сопровождения вычислений для ВСАРР, рассмотрена реализация компонентов программного комплекса. В четвертой главе диссертационной работы приведены результаты исследования выполнения различных программ на инструментальном испытательном комплексе ВСАРР с использованием программного комплекса системного сопровождения вычислений для ВСАРР. В заключении обобщены основные результаты проведенных исследований и разработок, сформулированы выводы по всей работе.