Регистрация / Вход
Прислать материал

Имитационное моделирование распределенных вычислительных систем с применением конвейерной обработки

ФИО: Гуменный Д. Г.

Направление: Информационные технологии

Научный руководитель: доц., к.т.н. Курочкин И.И.

Институт: Институт информационных технологий и автоматизированных систем управления

Кафедра: Кафедра Инженерной кибернетики

Академическая группа: ММ-12-2

Термин распределенные вычисления можно определить как применение распределенных систем для решения трудоемких вычислительных задач. При изучении распределенных вычислений важной частью являются методы декомпозиции решаемой задачи. Однако не для всех задач декомпозиция дает желаемый результат.

Особенностью распределенных систем является нестабильное время работы вычислительного узла и ненадежность канала передачи данных. В связи с этим длинная подзадача может не досчитаться. Для устранения этого недостатка можно применить метод конвейерной обработки. Он позволит нам разделить задачу на достаточное количество частей и повысит надежность вычислений.

Правильно подобранные параметры: количество подзадач и количество вычислительных узлов, которым выдается одна подзадача, способны значительно сократить время расчета и увеличить количество успешно завершенных задач.

В процессе работы над проектом проведено имитационное математическое моделирование расчета задач в распределенных системах с использованием подхода конвейерной обработки. Среди рассматриваемых параметров модели учитывались количество пользователей, интервал времени выполнения одной подзадачи, а также процент отказа при выполнении подзадачи.

Для того чтобы математическое моделирование было максимально приближено к реальным работающим системам, были взяты данные из проектов распределенных вычислений asteroids@home, SAT@home, LHC@home.

Количество задач Количество пользователей Интервал времени выполнения одной подзадачи (часов)
asteroids@home 77337 2570 2.1-3.8
SAT@home 37422 1405 1.37-2.36
LHC@gome 49876 11988 0.03-2.2

Для решения проставленной задачи было разработано программное обеспечение для имитационного моделирования, на базе которого проведена серия экспериментов.

В процессе выяснилось, что для корректной оценки разбиения задач на подзадачи, необходимо ввести функцию отказа в зависимости от времени обработки подзадач. Таким образом модель становится более адекватной и приближенной к реальному функционированию проектов распределенных вычислений. Также, эксперименты показали, что для повышения надежности нужно больше копий подзадач (не менее четырех).

Анализ результатов позволит сэкономить несколько месяцев в процессе подбора параметров для входных данных при реализации существующих российских проектов распределенных вычислений.