СИСТЕМЫ АНАЛИЗА И ОБРАБОТКИ ДАННЫХ

Аннотация
Рассматривается актуальная задача разработки отечественных методов и средств организации функционирования распределенных вычислительных систем для малобюджетных предприятий. Особое внимание уделено системности подхода к разработке программных средств, характеризующейся комплексированием программ организации функционирования РВС с модулями расширения функциональных возможностей, наборами параллельных алгоритмов. Функционирование РВС увязывается с критерием продуктивности реализации вычислений, основанным на соотношении «цена – производительность – качество». В основе решения лежит концепция однородных вычислительных систем, сформулированная в Институте математики СО РАН СССР под руководством Э.В. Евреинова в 1962 году [1]. Подход актуален в условиях распространенности информационных сетей, объединяющих многочисленные ЭВМ. Описываемый в статье метод и программное обеспечение организации распределенных ВС были апробированы при организации РВС кафедры вычислительной техники НГТУ на базе существующей сети персональных компьютеров. Разработанное программное обеспечение для функционирования системы включает в себя библиотеку и сетевое приложение. Библиотека представляет собой инструментарий для реализации параллельных алгоритмов. Сетевое приложение предназначено для управления запуском параллельных алгоритмов одновременно на нескольких компьютерах: настройки системы, организации подсистем, распределения данных между вычислителями, вывода информации о состоянии ПК. В настоящее время ведется разработка модуля балансировки вычислительной нагрузки и модуля обеспечения продолжения счета при отказе одного или нескольких вычислителей. В статье приводятся полученные результаты численных экспериментов по оценке эффективности на тестовом примере решения системы линейных алгебраических уравнений. Оценены предельные значения коэффициента ускорения.

 

Список литературы
1. Евреинов Э.В. Однородные вычислительные системы, структуры и среды. – М.: Радио и связь, 1981. – 208 с.

2. Хорошевский В.Г. Архитектура вычислительных систем. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008. – 520 с.

3. Хорошевский В.Г. Распределенные вычислительные системы с программируемой структурой // Вестник СибГУТИ. – 2010. – № 2 (10). – С. 3–41.

4. Перышкова Е.Н., Мамойленко С.Н., Ефимов А.В. Инструментарий решения масштабируемых задач на распределенных вычислительных системах // Восьмая Сибирская конференция по параллельным и высокопроизводительным вычислениям, Томск, 28–30 октября 2015 г. – Томск, 2015. – С. 143–150.

5. Алгоритмы отказоустойчивого управления ресурсами пространственно-распределенных вычислительных систем / А.Ю. Поляков, О.В. Молдованова, А.А. Пазников, М.Г. Курносов, С.Н. Мамойленко, А.В. Ефимов // Вестник СибГУТИ. – 2014. – № 4. – С. 11–29.

6. Воеводин В.В., Воеводин Вл. В. Параллельные вычисления. – СПб.: БХВ-Петербург, 2004. – 608 с.

7. Durech J., Hanus J., Vanco R. Asteroids@home – A BOINC distributed computing project for asteroid shape reconstruction // Astronomy and Computing. – 2015. – Vol. 13, N 1. – P. 80–84.

8. Asteroids@home – Customizable execution environments for evolutionary computation using BOINC + virtualization / F. Fernández De Vega, G. Olague, L. Trujillo, D. Lombraña González // Natural Computing. – 2013. – Vol. 12, N 2. – P. 163–177.

9. Kurose J.F., Ross K.W. Computer networking: a top-down approach. – Boston: Addison Wesley, 2009. – 864 p.

10. Tanenbaum A.S., Steen M. Distributed systems: principles and paradigms. – New Jersey: Prentice Hall PTR, 2002. – 803 p.

11. Jalote P. Fault tolerance in distributed systems. – New Jersey: Prentice Hall, 1994. – 448 p.

12. Tel G. Introduction to distributed algorithms. – Cambridge: Cambridge University Press, 2000. – 596 p.

13. Vaidya N.H. A case for two-level distributed recovery schemes // Proceedings of the ACM SIGMETRICS Joint International Conference on Measurement and Modeling of Computer Systems, Ottawa, Canada, 15–19 May 1995. – New York: ACM, 1995. – P. 64–73.

14. Considerations of implementation and application of high-perfomance computing for low-budget enterprices / V.K. Mishchenko, P.V. Mishchenko, V.V. Gubarev, M.A. Karneev // Proceedings XII international conference Actual Problems of Electronic Instrument Engineering, APEIE–2014, Novosibirsk, Russia, 2–4 October 2014: in 7 vol. – Novosibirsk, 2014. – Vol. 1, pt. 2. – P. 11–13.

15. Мищенко П.В., Губарев В.В., Мищенко В.К. Распределенная вычислительная система кафедры вычислительной техники НГТУ // Многоядерные процессоры, параллельное программирование, ПЛИС, системы обработки сигналов: сборник статей Всероссийской научно-практической конференции, Барнаул, 27 февраля 2015 г. – Барнаул, 2015. – С. 150–155.

16. Библиотека разработки параллельных алгоритмов для распределенных вычислительных систем с программируемой структурой (Библиотека РВС ПС): свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2015618556 / П.В. Мищенко, К.А. Бородин, М.А. Карнеев, В.К. Мищенко. – Заявка № 2015615598; заявл. 25.06.15; опубл. 20.09.15, Бюл. № 9. – 1 с.

17. Сетевое приложение для организации распределенных вычислительных систем с программируемой структурой (РВС ПС Агент): свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2015618557 / К.А. Бородин, П.В. Мищенко, М.А. Карнеев, В.К. Мищенко. – Заявка № 2015615602; заявл. 25.06.15; опубл. 20.09.15, Бюл. № 9. – 1 с.

18. Бондаренко А.А., Якобовский М.В. Обеспечение отказоустойчивости высокопроизводительных вычислений с помощью локальных контрольных точек // Вестник ЮУрГУ. Серия: Вычислительная математика и информатика. – 2014. – № 3. – С. 20–36.