Разработка и исследование средств организации функционирования распределённых вычислительных систем и сетей

• Автор: Мамойленко, Сергей Николаевич
• Шифр специальности: 05.13.13, 05.13.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 157 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОСОБЕННОСТИ ОРГАНИЗАЦИИ БОЛЬШЕМАСШТАБНЫХ

РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ И СЕТЕЙ

1.1. Модель коллектива вычислителей. Понятие вычислительная система

1.2. Классификация ВС. Распределенные ВС. Компьютерные сети и кластерные ВС. Сг11

системы.

1.3. Цели создания распределенных ВС и Бг1с1систем

1.4. Структурная организация распределенных ВС и Сг1с1систем

1.4.1. Структура элементарных машин .

1.4.2. Структура телекоммуникационной системы .
1.5. Архитектура и функциональная организация распределнных ВС и Сг1с1систем
1.5.1. Структура программного обеспечения .
1.5.2. Основные режимы функционирования .
1.6. Живучесть распределнных ВС и бг1с1систем
1.7. Обзор существующих систем управления распределенными ВС и бг1ссистемами.4
1.8. Выводы
ГЛАВА 2. СРЕДСТВА ОРГАНИЗАЦИИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ
РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ И СЕТЕЙ
бЕЮСИСТЕМ
2.1. Обзор существующих подходов к организации функционирования распределенных ВС и Сг1с1систем.4
2.2. Понятия вычислительный центр, очередь
задач и диспетчер ОС.
2.4. Определение рангов для формирования пакетов задач.
2.4.1. Выбор ранга задач для формирования пакетов при условии выделения всех доступных ЭМ системы для решения задач
2.4.2. Выбор ранга задач для формирования пакетов при условии выделения части доступных ЭМ системы для решения задач
2.5. Формирование пакетов задач и определение времени их решения на ВС
2.6. Определение последовательности опроса ЭМ для выравнивания загрузки системы .
2.7. Решение теоретикоигровых проблем .
2.7.1. Основные определения теории игр .
2.7.2. Решение конечных антагонистических игр .
2.7.3. Решение бесконечных антагонистических
2.7.4. Решение игровых ситуаций с природой
2.8. Выводы
ГЛАВА 3. ПРОСТРАНСТВЕННО РАСПРЕДЕЛЕННАЯ КЛАСТЕРНАЯ
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА СИЮСИСТЕМА .
3.1. Классификация кластерных ВС
3.2. Пространственно распределнная кластерная ВС Сг1с1система
3.2.1. Архитектура пространственно распределнной кластерной ВС Сг1с1системы
3.2.2. Оценка производительности кластерной ВС .
3.3. Моделирование решения поставленных задач
управления распределнными ВС на кластерной
системе
3.4. Разработка диспетчера распределенной очереди
задач в кластерных ВС
3.5. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


ВС, проработаны многие аспекты разработки программного обеспечения, исследован широкий круг задач, допускающий эффективную реализацию на распределённых ВС. М и т. Фундаментальный вклад в теорию и практику вычислительных и телекоммуникационных систем, компьютерных сетей и параллельных вычислительных технологий внесли советские и российские учёные, среди которых: Е. П. Балашов [1,2], В. Б. Бетелин [8], B. C. Бурцев [,9], В. В. Васильев [], В. М. Вишневский [,], В. В. Воеводин [], В. М. Глушков [,6], В. В. Губарев [], В. Ф. Евдокимов [], Э. A.B. Забродин [,0], В. М.Б. Игнатьев [], A. B. Каляев [], М. А. Карцев [], Л. Н. Королев [], H. A. Кузнецов [], В. Г. Лазарев [,5], С. А. Лебедев [], В. К. Левин [,0], Г. И. Марчук [], Ю. И. Митропольский [], В. К. Попков [0,1], Д. А. Поспелов [2], И. Д.В. Пузанков [2,,,], Г. Г.Г. Рябов [1], A. B.Б. Смолов[6], А. Н. Томилин[8], А. М. Федотов[9], Я. А. Хетагуров[2], В. Г. Хорошевский [5-5, 7], Б. Н. Четверушкин [8], Ю. И. Шокин [9], H. H. Яненко [3] и другие. Огромные возможности ВС могут быть использованы и раскрыты только при применении эффективных методов и средств организации процессов решения задач [3,4,,] и особенно параллельного мультипрограммирования [8] . В вычислительных системах, функционирующих в режиме решения потока задач [,6], характеристики и время поступления этих задач описываются случайными величинами. Поэтому при управлении ВС, затраты на поиск точных экстремумов целевых функций велики. Исследование и разработка методов и алгоритмов решения целевой функции, позволяющих получить хотя бы приближённый результат, являются актуальными. Распределённые ВС и особенно Сг1б-системы формируются из не абсолютно надёжных компонентов, т. Разработка отказоустойчивых (живучих) средств управления такими системами необходима. Цели работы: разработка и исследование методов, алгоритмов и программных средств организации стохастически оптимального функционирования распределённых ВС и Сг1с1-систем, создание пространственно распределённой кластерной Сг1с1-системы для моделирования параллельных вычислительных технологий. Сг1с1-системы) . Методы исследования. В области организации функционирования распределённых ВС исследования проводились с использованием методов теории вычислительных систем, теории игр, математического программирования. Экспериментальные исследования осуществлялись путем параллельного моделирования методов решения поставленных проблем, с использованием созданной кластерной Сг1с1-системы. Научная новизна. В диссертации разработаны и исследованы средства организации функционирования большемасштабных распределённых ВС и бг1с! ВС при обслуживании интенсивных потоков параллель-^ ных задач. ВС и 6г1с1-систем. Апробация работы. Международной научно-технической конференции «Интеллектуальные и многопроцессорные системы» ( г. Международной научно-технической конференции "Информационные системы и технологии" ( г. Первой Всероссийской научной конференции «Методы ^ и средства обработки информации» ( г. Региональной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука. Техника. Инновации» (, гг. Распределённые кластерные вычисления» ( г. Красноярск). Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы нашли применение в работах по созданию и развитию распределённой кластерной вычислительной системы Центра параллельных вычислительных технологий Сиб-ГУТИ. Кафедре вычислительных систем СибГУТИ по дисциплинам «Операционные системы», «Распределённые операционные системы» и «Организация ЭВМ и систем». Практическое использование результатов диссертационных исследований подтверждается соответствующими актами о внедрении. ВС. Публикации. По теме диссертации опубликовано работ . Содержание работы. В первой главе описывается архитектурная и программная организация современных распределённых ВС, кластеров и Сг1с1-систем, определены основные режимы их функционирования. ЭМ в целях выравнивания загрузки системы. Рассмотрены методы их решения и предложены параллельные версии этих методов. В третьей главе описана архитектура и программное обеспечение созданной распределённой в пространстве кластерной вычислительной Сг1б-системы.