Анализ функционирования вычислительных и сложных технологических систем

• Автор: Павский, Валерий Алексеевич
• Шифр специальности: 05.13.15, 05.13.17
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 316 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ПОНЯТИЕ СЛОЖНОЙ СИСТЕМЫ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Сложные системы методы исследования.

1Л .1 Понятие сложной системы.

1Л .2 Основные свойства сложных систем

1Л .3 Методы исследования сложных систем.

1.2 Распределенные вычислительные системы

1.2.1 Основные понятия

1.2.2 Свойства вычислительных систем

1.2.3 Принципы построения вычислительных систем.

1.2.4 Архитектурные свойства вычислительных систем
1.2.5 Структура сетей передачи информации.
1.3 Кластерные вычислительные системы, принципы построения.
1.4 Надежность и живучесть вычислительных систем
1.4.1 Показатели надежности вычислительных систем.
1.5 Надежность вычислительных систем с программируемой структурой
1.5.1 Вычислительные системы со структурной избыточностью.
1.5.2 Показатели наджности вычислительных систем продолжение
1.6 Живучесть вычислительных систем
1.6.1 Живучие вычислительные системы
1.6.2 Показатели потенциальной живучести вычислительных систем
1.6.3 Расчт функции потенциальной живучести вычислительных систем.
1.7 Осуществимость решения задач на распределенных вычислительных системах
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ, ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
ГЛАВА 2. АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ КАК ЯДРА СЛОЖНЫХ СИСТЕМ.

2.1 Основные понятия
2.2 Вычислительные системы методы исследования.
2.2.1 Вычислительные системы семейства МИКРОС
2.2.2 Методы исследования вычислительных систем
2.3 Анализ эффективности функционирования распределенных вычислительных систем
2.3.1 Вычисление показателей надежности вычислительных систем
2.3.2 Комбинаторный метод расчета показателей надежности.
2.3.3 Вычисление показателей живучести.
2.3.3.1 Вычисление показателей живучести вычислительных систем с восстанавливающей системой высокой производительности
2.3.3.2 Вычисление показателей живучести вычислительных систем с восстанавливающей системой низкой производительности.
2.3.3.3 Расчет времени перехода вычислительной системы от
низкопроизводительных условий восстановления к
высокопроизводительным
2.4 Вычисление показателей осуществимости.
2.4.1 Вычисление показателей осуществимости решения задач потока.
2.4.2 Вычисление показателей осуществимости решения задач набора
2.4.3 Вычисление показателей осуществимости в режиме пакета простых задач
2.5 Вычисление показателей живучести для большемасштабных
вычислительных систем
2.6 Модель функционирования вычислительных систем с отказами в режиме обработки пакета задач
2.7 Вычисление показателей живучести систем со структурной
избыточностью.
2.8 Расчет показателей надежности и живучести с учетом времени
переключения.
ВЫВОДЫ.
ГЛАВА 3. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ СЛОЖНЫЕ СИСТЕМЫ АНАЛИЗ ПРОЦЕССА
ОЧИСТКИ ПРИРОДНЫХ И СТОЧНЫХ ВОД
Введение
ЗЛ Мембранные технологии разделения биологических сред
ЗЛЛ Характеристики мембран.
ЗЛ.2 Транспорт в мембранах.
ЗЛ.З Мембранные процессы разделения и концентрирования.
ЗЛ.ЗЛ Баромембранные процессы.
ЗЛ.З .2 Электромембранные процессы
3.1.4 Электродиализ
3.1.4.1 Мембраны для электродиализа.
3.1.4.2 Параметры процесса электродиализа.
3.1.4.3 Стохастическая модель процесса обессоливания в прямоточном электродиализаторе
3.1.4.4 Стохастическая модель электродиализа в установке с замкнутым рассольным контуром.
3.1.4.5 Стохастическая модель процесса концентрирования в электродиализаторе с непроточными камерами
3.2 Коагуляция
3.2.1 Очистка воды реагентами
3.2.2 Моделирование процессов очистки воды методом коагуляции
3.2.2.1 Стохастическая модель осветления воды методом коагуляции
3.2.2.2 Экспериментальные исследования
3.2.2.3 Вычисление показателей качества очистки воды методом коагуляции
ГЛАВА 4. СЛОЖНЫЕ СИСТЕМЫ ПЕРЕРАБОТКИ ПИЩЕВЫХ СРЕД АНАЛИЗ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ
РАСТВОРОВ, СОДЕРЖАЩИХ ОРГАНИЧЕСКИЕ ПРИМЕСИ.
Введение
4.1 Интенсификация процесса мембранного концентрирования мембранные аппараты нового типа.
4.2 Математическое моделирование процесса концентрирования
4.3 Стохастическая модель периодического процесса мембранного концентрирования.
4.3.1 Экспериментальные исследования периодического процесса мембранного концентрирования
4.3.1.1 Экспериментальные исследования работы мембранного аппарата нового типа.
4.3.2 Определение рациональных параметров процесса мембранного концентрирования
4.4 Стохастическая модель непрерывного процесса концентрирования, предусматривающего отвод поверхностной части поляризационного слоя.
4.4.1 Экспериментальные исследования непрерывного мембранного
концентрирования на оборудовании нового типа.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАИЧЕСКИЙ СПИСОК.
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Если ВС находится в состоянии отказа, то число неисправных вычислителей превосходит число вычислителей, составляющих структурную избыточность. Под живучестью ВС понимается свойство программной настройки и организации функционирования таких структурных схем, которые в условиях отказов и восстановления вычислителей, гарантируют, при выполнении параллельной программы, производительность в заданных пределах или возможность использования всех исправных вычислителей , 9, 0. Понятие живучести ВС характеризует способности систем по организации отказоустойчивых вычислений или, говоря иначе, по реализации параллельных программ, допускающих варьирование числа ветвей в известных пределах. Остановимся на требованиях, которые предъявляются к структурам современных вычислительных систем ,,, 8, 9,0. Структура ВС должна быть адекватна достаточно широкому классу решаемых задач настройка проблемноориентированных виртуальных конфигураций и реализация основных схем обмена информацией между ЭМ не должны быть связаны со значительными накладными расходами например, с большим временем работы операционной системы по вложению параллельного алгоритма. Вычислительная система должна предоставлять возможность пользователям создавать параллельные программы с виртуальными адресами ЭМ. ВС. Необходимость организации одновременного решения нескольких задач на ВС т. Итак, при выполнении данных требований будет достигнута эффективность ВС как при работе в моно, так и мультипрраммных режимах. Кроме того, следует отметить, что данные требования это необходимые условия для создания отказоустойчивых параллельных программ. Для формирования конфигураций ВС с заданной эффективностью требуется, чтобы структура обладала способностью к наращиванию и сокращению числа вершин машин. Изменение числа ЭМ в ВС не должно приводить к коренным перекоммутациям между машинами и или к необходимости изменения числа связей для любых ЭМ. Для поддержки большемасштабности такого массового параллелизма необходимо, чтобы структура ВС обладала способностью эффективно осуществлять межмашинные обмены информацией в условиях невозможности реализации связей по полному графу например, изза ограниченности числа выводов с корпусов БИС. Вычислительная система должна быть приспособлена к реализации групповых межмашинных обменов информацией , 9. Следовательно, структура ВС должна обладать способностью осуществлять заданное число одновременных взаимодействий между подмножествами ЭМ. Важным требованием к ВС, в целом, является обеспечение работоспособности при отказе е компонентов или даже подсистем. Основой функциональной целостности ВС как коллектива элементарных машин является живучесть структуры. Под последним понимается способность структуры ВС обеспечить связность требуемого числа работоспособных ЭМ в системе при ненаджных линиях межмашинных связей. Распределенные вычислительные системы это коллектив элементарных машин, число которых и структура сети связей между которыми допускают варьирование в широких пределах. Рост производительности таких ВС обеспечивается увеличением числа ЭМ и расширением конфигураций каждой из них. Сложность построения распределенных ВС требует изучения их с позиции надежности, живучести. Неабсолютная надежность каждой ЭМ и коммутационного оборудования накладывает на распределенные ВС определенные требования по функционированию. Важной составляющей являются надежность и живучесть. Вычислительные системы семейства МИКРОС являются представителями распределенных ВС. Практические результаты моделирования были получены на ВС МИКРОС2 и МИКРОСТ 9. Вычислительный кластер композиция множества компьютеров элементарных машин, сети межкомпьютерных связей, специального системного программного и технического обеспечения для параллельных вычислительных технологий. Главным преимуществом кластерных систем является относительно низкая стоимость. При стоимости в несколько раз меньшей, чем стоимость традиционных коммерческих ВС, кластерные системы показывают такую же производительность на большинстве классах задач.