Програмна модель та метод підвищення ефективності функціонування відмовостійкої потокової системи
Вантажиться...
Дата
2018
Автори
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Анотація
Актуальність. Ефективним підходом до проблеми підвищення надійності систем та достовірності результатів обробки інформації є забезпечення відмовостійкості систем. Найбільш економічним з точки зору апаратури є програмні засоби підвищення відмовостійкості. Таким чином трапляються випадки в яких необхідна динамічна реконфігурація системи, що керується потоками даних, проте не завжди механізм обробки подібних випадків відпрацьовує найоптимальнішим шляхом, для цього було створена багато архітектур систем та написана велика кількість літератури, проте не всі методи ще дослідженні та протестовані. Також актуальні методи проектування різноманітних архітектури є важкими та негнучкими та вимагають великих затрат по часу на моделювання, саме тому розробка методу підвищення ефективності роботи СПД та розробка системи емуляції для тестування є актуальною задачею.
Об’єктом дослідження в даній роботі є обчислювальні системи, що керуються потоком даних.
Предметом дослідження є методи підвищення ефективності роботи системах, що керуються потоком даних.
Метою дослідження є реалізація емулятору відмовостійкої обчислювальної системи, що керуються потоком даних на основі розробленої архітектури та досліджуваного методу.
Методи дослідження. В роботі використовуються експерименти, порівняння, аналітичні та статистичні методи.
Наукова новизна роботи полягає в наступному:
1. Запропонована модифікація методу забезпечення відмовостійкості обчислювальних систем, що керуються потоком даних відрізняється від існуючих методів врахуванням швидкості виконання кожної операції, що дозволяє зменшити час, котрий витрачається на виявлення несправного обчислювального модуля, а також в якості блоків памяті використовується вільний адресний доступ, що працює швидше за асоціативну та буферну пам'ять, що прискорює роботу системи в цілому.
2. Реалізовано програмний засіб емулятор для тестування розробленої архітектури.
3. Розроблено граматику мови, а саме псевдокоду, що подається на вхід системі для моделювання граф алгоритму, а також сформовано набір тестових файлів, в подальшому є можливість розширення граматики.
Практична цінність отриманих в роботі результатів полягає в тому, що запропонований метод за ефективністю не поступається існуючим, а в більшості випадків навіть перевершує. Розроблений емулятор дозволяє в повному обсязі протестувати та порівняти результати з аналогами.
Апробація роботи. Основні положення і результати роботи доповідалися та обговорювалися на Х науковій конференції магістрантів та аспірантів «Прикладна математика та комп’ютинг» ПМК-2018
Структура та обсяг роботи. Магістерська дисертація складається з вступу, п’яти розділів, висновків та додатків.
У вступі надано загальну характеристику роботи, виконано оцінку сучасного стану проблеми, обґрунтовано актуальність напрямку досліджень, наведено відомості про апробацію результатів.
У першому розділі розглянуто і проаналізовано існуючі рішення, описані їх переваги та недоліки.
У другому розділі запропоновано модифікацію методу забезпечення відмовостійкості у системах з використанням вільного адресного доступу за допомогою таймерів, розроблено архітектуру обчислювальної системи, що керується потоком даних.
У третьому розділі описано процес та інструменти створення емулятору роботи СПД.
У четвертому розділі описано результати експериментів та порівнянь між розробленим та існуючими алгоритмами, описано надійність системи.
У п’ятому розділі наведена побудова бізнес-моделі, що обґрунтовує доцільність реалізованої програмної моделі та прогнозує її потенційну прибутковість у майбутньому.
У висновках проаналізовано отримані результати роботи.
У додатках наведена копія презентації та вихідний код.
Робота виконана на 80 аркушах, містить 2 додатки та посилання на список використаних літературних джерел з 18 найменувань. У роботі наведено 15 рисунків та 7 таблиць.
Опис
Ключові слова
обчислювальні системи, граф алгоритм, кластер, багатопоточність, паралелізм обчислень, потоки даних, відмовостійкість, вільний адресний простір, динамічна реконфігурація, computing systems, graph algorithm, dynamic reconfiguration, cluster, multithreading, computational parallelism, data flows, fault tolerance, free address space
Бібліографічний опис
Лукашов, Б. О. Програмна модель та метод підвищення ефективності функціонування відмовостійкої потокової системи : магістерська дис. : 121 Інженерія програмного забезпечення / Лукашов Борис Олегович. – Київ, 2018. – 149 с.