Программно-алгоритмический комплекс организации распределенных вычислений с учетом долгосрочного прогноза загрузки сетевых ЭВМ

• Автор: Смирнов, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 123 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Условные обозначения.

Введение

1. Обзор методов организации распределенных вычислений.

1.1 Концепция параллелизма

1.1.1 Классификации видов параллелизма.

1.1.2 Принцип распараллеливания процесса решения вычислительных задач

1.1.3 Обмен данными между процессами

1.2 Классификация сред организации распределенных вычислений

1.2.1 Локально распределенные среды

1.2.2 Организация вычислений в распределенных средах

1.2.3 Глобальные распределенные среды. Технология i.
1.3 Функция планирования и балансировка загрузки.
1.3.1 Классификация и обзор алгоритмов планирования
1.4 Постановка задачи исследования.
2. Разработка программноалгоритмического комплекса организации распределенных вычислений
2.1 Общая структура комплекса.
2.2 Описание программыкоординатора.
2.3 Описание программыдиспетчера.
2.4 Описание программыагента.
2.5 Описание процесса решения задачи
2.6 Выводы по главе 2.
3. Описание метода повышения качества алгоритма планирования вычислений.
3.1 Формализация задачи.
3.2 Сбор данных о функционировании вычислительных элементов.
3.2.1 Сбор данных
3.2.2 Предварительная обработка и фильтрация данных.
3.3 Оценка и прогнозирование состояния системы
3.4 Алгоритм составления плана назначения.
3.5 Оценка качества функционирования алгоритма составления плана назначений
3.6 Выводы по главе 3.
4. Пример использования разработанного комплекса для ускорения решения практической задачи молекулярной динамики.
4.1 Описание метода молекулярной динамики.
4.2 Адаптация метода для применения на разработанном комплексе
4.3 Выводы по главе 4.1
Выводы по работе.
Список литературы


Приведена классификация сред проведения таких вычислений, рассмотрена структура систем организации распределенных вычислений и описаны основные применяемые алгоритмы управления вычислениями. Выполненный анализ показал недостаточную проработанность вопросов организации распределенных вычислений в небольших сетях ЭВМ, па которых, помимо проведения распределенных вычислений, осуществляется выполнение пользовательских задач, имеющих более высокий приоритет. Показала необходимость разработки специализированного программноалгоритмического комплекса организации распределенных вычислений. В соответствии с целью работы сформулированы задачи исследования. Вторая глава посвящена описанию разработанного программноалгоритмического комплекса организации распределенных вычислений. Даны необходимые определения. Описана общая структура комплекса, назначение, протоколы взаимодействия и внутренние алгоритмы работы его компонентов. Обозначены аспекты функционирования комплекса, на улучшение качеств которых направлена данная работа. Произведена формализация задач, которые необходимо решить для достижения поставленной цели. Третья глава посвящена описанию разработанного в ходе работы метода создания программного обеспечения для организации распределенных вычислений. Метод направлен на уменьшение времени расчетов путем улучшения алгоритма составления плана распределенных вычислений за счет использования мри составлении плана вычислений данных о загрузке ЭВМ задачами пользователя. С этой целью разработан алгоритм построения долгосрочного прогноза загрузки ЭВМ задачами пользователя, основанный на выявлении типовых паттернов использования ЭВМ и закономерности их чередования. Применение этого метода позволяет получить оценку времени решения фрагмента вычислительной задачи на конкретной ЭВМ. Возможность получения таких оценок, в свою очередь, и позволило улучшить алгоритм построения плана проведения распределенных вычислений. В главе дано подробное описание разработанных алгоритмов, осуществлен синтез их параметров. Приведено описание разработанной имитационной модели распределенных вычислений. Произведена оценка эффективности предложенного метода на основе результатов, полученных с помощью численного эксперимента. Четвертая глава рассматривает пример использования разработанного комплекса для ускорения решения практической задачи молекулярной динамики. Дано описание метода молекулярной динамики. Описан алгоритм, лежащий в основе метода. Предложен метод распараллеливания алгоритма. Приведен анализ результатов, полученных при решении задачи средствами разработанного программно-алгоритмического комплекса. ЭВМ. Результаты работы были представлены на 1 Международной научно-технической конференции «Информационные технологии в науке, образовании и производстве», Орел, - апреля . Но материалам диссертации опубликовано 3 печатные работы, размещенные в журналах, рецензируемых ВАК, 1 тезис доклада, получено два патента и один акт о внедрении. Халимон В. И. Смирнов А. В. Механизм децентрализованного распределения задач между вычислительными элементами. Известия ОрелГТУ. Серия «Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии: информационные системы и технологии». Халимон В. И. Смирнов А. В. Прогнозирование загрузки ЭВМ, входящих в корпоративные вычислительные сети. Известия ОрелГТУ. Серия «Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии: информационные системы и технологии». Халимон В. И. Смирнов А. В. Алгоритм долгосрочного прогноза ЭВМ задачами пользователя. Вестник компьютерных и информационных технологий . М.: Машиностроение, , сс. Халимон В. И. Смирнов А. В. Оптимизация распределенных вычислительных процессов в корпоративных сетях. Математические методы в технике и технологиях - ММТТ-, сб. XXII между народ, науч. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № «Network Calculation Library». Халимон В. И., Смирнов А. В., Простигенко О. В// Федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам: Реестр программ для ЭВМ.