Библиотека ДИССЕРТАЦИЙ

Главная страница Каталог

Книги
Статьи
О сайте
Авторские права
О защите
Для авторов
Бюллетень ВАК
Новости
Поиск
СУПЕРОБУЧЕНИЕ Полезные ссылки

Введите слово для поиска

Рыбин Сергей Владимирович

Программно-аналитический метод анализа и управления распределением ресурсов вычислительных систем на основе композитных моделей.

 

Специальность 05.13.11 – Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов, систем, сетей

 

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук.

 

Работы выполнена в Московском Государственном техническом университете им. Н.Э. Баумана

 

Научный руководитель – доктор технических наук, профессор Марков А.А.

 

Общая характеристика работы

Актуальность. UСуществуют классы задач, для решения которых требу­ются значительные вычислительные мощности и возможность работы с большими объёмами данных, в том числе, и в режиме реального времени. Это задачи научной проблематики, промышленные задачи управления слож­ными робототехническими комплексами, задачи управления человеко-машинными системами в реальном времени и т.д.

Необходимость разработки вычислительных систем для обеспечения со­ответствующих вычислительных мощностей связана с отставанием отечест­венной промышленности в области высокопроизводительных вычислитель­ных систем и суперкомпьютерных технологий, а также ограничением экс­порта соответствующих технологий из других стран.

В настоящее время основными методами анализа вероятностных мате­матических моделей вычислительных систем являются методы имитацион­ного моделирования. Это вызвано сложностью или просто невозможностью аналитического решения этих моделей в настоящее время. Основным недос­татком имитационного моделирования является отсутствие аналитического описания результатов решения модели, что приводит к сложности использо­вания стандартного математического аппарата для анализа и оптимизации. Поэтому важной задачей является необходимость построения вероятностных аналитических моделей вычислительных систем и их фрагментов, а также разработка способов решения этих моделей.

Актуальной задачей в настоящее время является разработка высокопро­изводительных вычислительных систем, в частности многопроцессорных систем, методов их описания и анализа.

Цель диссертационной работы. На основании анализа существующих архитектур многопроцессорных вычислительных систем необходимо разра­ботать на основе композитных моделей программно-аналитический метод анализа и управления распределением ресурсов многопроцессорных вычис­лительных систем с распределённой общей памятью при решении класса за­дач управления.

Основные задачи исследования:

-         разработка способа построения архитектуры многопроцессорной вы­
числительной системы (МПВС) с распределённой общей памятью
для решения класса задач управления;

-         построение математической модели МПВС;

-         построение математической модели процессорного модуля;

-         построение математической модели межпроцессорных коммуника­
ций;

-          построение математической модели вычислительных задач;

-         разработка обобщённого алгоритма функционирования многоуровне­
вой распределённой памяти МПВС и его аналитическое описание;

-         разработка метода численной оценки эффективности исполнения ал­
горитмов,   содержащих  вероятностные   схемы   с  повторяющимися
процессами;

-         разработка    и    обоснование    способа    построения    программно-
аналитической модели МПВС (имитационной модели, содержащей
аналитические фрагменты);

Методы исследования Uбазируются на теории вероятностей, математи­ческой статистике, комбинаторном анализе, теории множеств, теории массо­вого обслуживания, вероятностных методах анализа эффективности испол­нения программ, общей теории алгоритмов, теории графов и методов линей­ной алгебры в части теории матриц.

Научная новизна. В диссертационной работе получены следующие ре­зультаты:

-         способ формулирования вероятностной математической модели ком­
муникационного слоя, определения его для топологий типа «Коль­
цо», «d-мерный тор», «Звезда» и аналитического решения для случая
экспоненциального распределения потока заявок;

-         способ объединения процессорных модулей в МПВС с общей рас­
пределённой памятью на основе разработанной архитектуры памяти с
использованием механизмов страничной и виртуальной памяти;

-         способ аналитического описания работы иерархической памяти и све­
дения его к задаче оценки эффективности исполнения алгоритмов,
содержащих вероятностные схемы с повторяющимися процессами;

-         численный метод решения задачи оценки эффективности исполнения
алгоритмов, содержащих вероятностные схемы с повторяющимися
процессами;

-         метод построения программно-аналитических моделей вычислитель­
ных систем, включающий аналитические фрагменты в имитационные
модели;

-         программно-аналитический метод анализа и управления распределе­
нием ресурсов в многопроцессорных вычислительных системах;

Практическая U ценностьU. Разработанные методы, алгоритмы, модели, методики и программные средства реализованы в В/Ч 32103:

-          При обосновании перспектив развития наземного автоматизирован­
ного комплекса управления (НАКУ) КА в условиях ресурсных огра­
ничений;

-         При разработке предложений по переоснащению НАКУ на перспек­
тивные средства управления КА;

-         В     НИР     «Раунд-520»,     посвящённом     исследованию     научно-
технических проблем создания и развития перспективных космиче­
ских систем;

Полученные теоретические и практические результаты рекомендуются к внедрению в организациях, занимающихся проектированием и анализом вы­числительных систем.

Апробация работы. UСодержание отдельных разделов и диссертации в целом было доложено:

-         на конференции «Международная конференция 275 лет Российской
Академии Наук». М., 1999.

-         на конференции «3-я Межведомственная научно-практическая кон­
ференция. Моделирование и сертификация вооружения и военной
техники (ВВТ). Секция: Визуализация и технологии моделирования
интеллектуальных систем». М., 2000.

ПубликацииU. Основные результаты диссертационной работы изложены в 2 печатных работах, отчёте по НИР и 2 докладах на научных конференциях.

Объём и структура работы. UДиссертационная работа состоит из введе­ния, четырёх глав, выводов и четырёх приложений, списка литературы из 92 наименований; содержит 213 страниц машинописного текста, в том числе 26 таблиц и 27 рисунков.

Содержание работы.

Во введенииU обосновывается актуальность темы диссертации, форму­лируется цель и основные направления работы. Приводится краткая характе­ристика решаемых задач и структура изложения материала.

В первой главе Uрассмотрено текущее состояние исследуемой предмет­ной области. Приведены классификации систем параллельной обработки данных. Даётся обзор процессоров, используемых при построении МПВС. Рассматриваются способы взаимодействия процессорных элементов (ПЭ) в МПВС, производится обзор и классификация моделей связи и архитектур памяти в МПВС. Анализируются аппаратные средства взаимодействия ПЗ в МПВС и соответствующие им методы моделирования МПВС. Выполняется обзор литературных источников.

С помощью теоретико-множественного представления формально опре­деляются объекты исследования и класс решаемых задач.

Запрос на диссертацию присылайте на адрес kulseg@mail.ru

Биология
Ветеринария
Геология
Искусствоведение
История
Культурология
Медицина
Педагогика
Политика
Психология
Сельхоз
Социология
Техника
Физ-мат
Филология
Философия
Химия
Экономика
Юриспруденция

Подписаться на новости библиотеки


Пишите нам
X