Создание службы управления сценариями для распределенных вычислительных сред

• Автор: Лазарев, Игорь Валентинович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 141 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

СОДЕРЖА Н И Е.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ..

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. МЕТОДОЛОГИЯ ОБЗОР ОСНОВНЫХ ПОНЯТИЙ, ПОДХОДОВ И ТЕХНОЛОГИЙ...

1.1 МЕТОДОЛОГИЯ. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И СТАНДАРТЫ.

1.1.1 Основные понятия

1.1.2 Производственные и научные сценарии.

1.1.3 Стандарты в области систем упраения сценариями

1.2 Способы описания сценариев.

1.2.1 Скриптовые языки

1.2.2 Представление сценариев в виде графов.
1.2.3 Смешанные подходы.
1.2.4 Модели, ориентированные на потоки данных
1.3 Обзор существующих .систем.
1.3.1 i.
1.3.2 .
1.3.3
1.3.4 .
1.3.5 i
1.3.6 .
1.3.7
1.3.8 Xi.
1.3.9 i xi i.
1.3.
1.3.
1.3. i
1.3.
1.3. v.
1.3. i
1.4 Обзор научных приложи шй уоикеьоумтодологии
1.4.1 Проект СЕ.
1.4.2 Проект Ii.
1.4.3 Анализ бактерий сибирской язвы
1.4.4 Измерение характеристик ферментов у дрожжей.
1.5 Задачи работы
ГЛАВА 2. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ СЛУЖБЫ УПРАВЛЕНИЯ СЦЕНАРИЯМИ ДЛЯ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СРЕД .
2.1 Сервисориентированная архитектура.
2.1.1 Концепция А.
2.1.2 Алгоритмические сервисы.
2.1.3 Базовые технологии А.
2.2 функциональность службы управления сценариями
2.3 Архитектура службы управления сценариями.
2.4 Жизненный цикл сценария
2.4.1 Развертывание сценария
2.4.2 Запуск сценария на выполнение.
2.4.3 Получение результатов и контроль состояния выполнения сценария
2.5 Требования к реализации службы управления сценариями.
ГЛАВА 3. РЕАЛИЗАЦИИ СЛУЖБЫ УПРАВЛЕНИЯ СЦЕНАРИЯМИ .
3.1 Реализация распределенного вычислительного сценария па языке
3.1.1 Общие соображения.
3.1.2 Схема распределенного решения системы обыкновенных дифференциальных уравнений
3.1.3 Перенос алгоритма на ВРЕ1.
3. 1. 4 Схема физической реализации тестового прототипа.
3.1.5 Ход эксперимента
3.1.6 Выводы
3.2 Реализация прототипа СУС I. на основе формализма сетей Петри.
3.2.1 Реализация прототипа СУС АЯпе.
3.2.2 Тестирование прототипа СУС ЛИпе.
3.2.3 Результаты вычислительных экспериментов.
3.2.4 Измерения пропускной способности СУС
3.2.5 Выводы .
3.3 Текущая реализация СУС
3.3.1 Архитектура системы.
3.3.2 Редактор сценариев
3.3.3 Сервис у правлен ия сценариями
3.3.4 Среда выполнения сценариев
ГЛАВА 4. ПРИМЕНЕНИЕ СЛУЖБЫ УПРАВЛЕНИЯ СЦЕНАРИЯМИ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ПРИКЛАДНЫХ ЗАДАЧ.
4.1 Графическая среда для работы с трехмерными моделями на осюве пакета Алприюм.
4.2 Моделирование железнодорожных перевозок
4.3 Распределенный алгоритм безошибочного обращения плохо обусловленных матриц
большой размерности.I
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ШМНММИМЧММЧИИМММИИМММИМИ .
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Сценарий задается с помощью API библиотеки в виде ориентированного ациклического графа, вершинами которого являются задания. Каждое задание имеет набор входных и выходных параметров определенного типа. Ребра в графе связывают между собой выходные и входные параметры заданий, тем самым устанавливая зависимости по данным между заданиями. Задания соответствуют ресурсам-участникам сценария. Четвертая глава диссертации посвящена практическим приложениям разработанного подхода и службы управления сценариями. В частности, речь идет о библиотеке для работы с трехмерными объектами Antiprism, инструменты которой реализованы в виде сервисов среды MathCloud и теперь могут быть легко организованы в сценарии при помощи веб-интерфейса СУС. В результате выполненной работы стало возможным использовать данную библиотеку удаленно, без установки на локальный компьютер. Это избавляет пользователя от необходимости следить за зависимостями данной библиотеки и поддерживать её в рабочем состоянии: Более того, существенно упростилась работа с библиотекой, которая стала возможной для пользователей с минимальной квалификацией благодаря интуитивности веб-интерфейса СУС. Появилась возможность сохранения конфигурации взаимодействия модулей пакета Antiprism, загружать сохраненные конфигурации и оперативно вносить в них необходимые изменения, не покидая веб-браузер. В дальнейшем планируется создание отдельного полноценного образовательного Интернет-сайта для изучения стереометрии с использованием СУС и сервисов среды MathCloud, созданных на основе пакета Antiprism. Учащиеся и преподаватели получат наглядный инструментарий для работы с трехмерными объектами. Кроме того, описывается использование СУС для имитационного моделирования железнодорожных перевозок. Данная задача состоит в следующем. Допустим, некоторый экспедитор имеет собственный или арендованный подвижной состав (вагоны и контейнеры). При получении заказа экспедитор должен решить, принимает он или отказывается от заказа, и если принимает, то какими вагонами он планирует перевозить заказ. Оптимальное решение должно максимизировать прибыль экспедитора с учетом всех факторов, влияющих на прибыль и расходы. В первом приближении проблема сводится к задаче о назначениях. Итак, есть вычислительно сложная (NP-трудиая) транспортная нахождения соответствия имеющегося парка вагонов поданным заявкам с целью максимизации прибыли. Заметим, что структура данной задачи позволяет легко сформулировать упрощенную задачу в терминах линейного и смешанно-целочисленного программирования (MIP). О такой реализации данной задачи в терминах линейного и смешанно-целочисленного программирования и идет речь в диссертации. Для решения данной задачи был создан ряд REST-ссрвисов. Организация взаимодействия этих сервисов для решения исходной задачи была организована при помощи СУС. И, наконец, в работе описывается использование СУС для построения распределенного алгоритма безошибочного обращения плохо обусловленных матриц большой размерности. Для реализации данного распределенного алгоритма в качестве сценария в СУС был создан ряд сервисов среды MathCloud, в частности, сервис, предоставляющий удаленный доступ к известной свободной системе компьютерной алгебры Maxima. Таким образом, пользователи СУС получили доступ к широчайшим возможностям для проведения аналитических и численных вычислений, без необходимости установки и настройки данной системы на локальном компьютере. Благодаря тому, что готовые сценарии автоматически представляются СУС в виде новых сервисов, в дальнейшем возможно использование экземпляров полученного сценария в качестве строительных блоков для построения более сложных сценариев обращения матриц, а также сценариев, решающих иные вычислительные задачи. В ближайшее время, после реализации в виде сервисов среды MathCloud ресурсов системы BNB-Grid [5], станет возможным решение при помощи СУС многих классов задач, решаемых при помощи этой системы, в частности задачи коммивояжера []. В заключении формулируются основные выводы и результаты работы.