Програмна модель та метод підвищення ефективності функціонування відмовостійкої потокової системи
| dc.contributor.advisor | Жабіна, Валентина Валеріївна | |
| dc.contributor.author | Лукашов, Борис Олегович | |
| dc.date.accessioned | 2019-04-11T12:42:14Z | |
| dc.date.available | 2019-04-11T12:42:14Z | |
| dc.date.issued | 2018 | |
| dc.description.abstracten | Topicality. An effective approach to improving the reliability of systems and the reliability of the results of information processing is to provide fail-safe systems. The most economical in terms of hardware is the software to improve fault-tolerance. In this way, cases requiring a dynamic reconfiguration of the data-driven system occur, but not always the mechanism for handling such cases works out the most optimal way, for this many system architectures have been created and a large amount of literature has been written, but not all methods have yet to be studied and tested. Also, the actual methods of designing various architectures are heavy and inflexible and require considerable time costs for simulation, which is why developing a method for improving the efficiency of the business and designing an emulation system for testing is an urgent task. The object of research in this paper is data-driven computing systems. The subject of the study is the methods of improving the efficiency of systems driven by the flow of data. The purpose of the study is to implement an emulator of fault-tolerant computing system driven by a data flow based on the developed architecture and the investigated method. Research methods. Experiments, comparisons, analytical and statistical methods are used in this work. The scientific novelty of the work is as follows: 1. The proposed modification of the method for providing failover reliability of computer systems controlled by the flow of data differs from existing methods taking into account the speed of each operation, which reduces the time spent on detecting a malfunctioning computing module, as well as memory blocks used free address access, which works rather associative and buffer memory, which accelerates the system as a whole. 2. An emulator software tool was implemented to test the developed architecture. 3. A grammar of language, namely a pseudo-code submitted to the system input for modeling the graph of the algorithm, has been developed, as well as a set of test files has been developed, hence the possibility of expansion of grammar. The practical value of the results obtained in the work is that the proposed method for efficiency is not inferior to the existing, and in most cases even exceeds. The developed emulator allows you to fully test and compare results with analogues. Approbation. The main provisions and results of work were reported and discussed at the Xth International Conference of Masters and Postgraduate Students "Applied Mathematics and Computer", PMK-2018 Structure and scope of work. The master's dissertation consists of an introduction, five sections, conclusions and appendices. The introduction provides a general description of the work, an assessment of the current state of the problem is made, the relevance of the research direction is substantiated, information about testing the results is given. The first chapter examines and analyzes existing solutions, describes their advantages and disadvantages. In the second section, the modification of the method for ensuring fault tolerance in systems using free address access using timers is proposed, and the architecture of the computer system driven by the data flow is developed. The third section describes the process and tools for creating an EMP emulator. The fourth section describes the results of experiments and comparisons between developed and existing algorithms, describes the reliability of the system. The fifth section presents the construction of a business model that justifies the feasibility of the implemented software model and predicts its potential profitability in the future. The conclusions are analyzed the results of work. The attachments include a copy of the presentation and the source code. The work is done on 80 sheets, contains 2 attachments and a link to the list of used literary sources of 18 titles. There are 15 drawings and 7 tables in the work. | uk |
| dc.description.abstractru | Актуальность. Эффективный подход к повышению надежности систем и надежности результатов обработки информации - это обеспечение отказоустойчивых систем. Наиболее экономичным в плане аппаратного обеспечения является программное обеспечение для повышения отказоустойчивости. Таким образом, случаются случаи, требующие динамической реконфигурации системы, основанной на данных, но не всегда механизм для обработки таких случаев работает наиболее оптимальным способом, поскольку эта многосистемная архитектура создана и написано большое количество литературы , но не все методы еще не изучены и протестированы. Кроме того, фактические методы проектирования различных архитектур являются тяжелыми и негибкими и требуют значительных временных затрат для моделирования, поэтому разработка метода повышения эффективности бизнеса и разработки системы эмуляции для тестирования является неотложной задачей. Объектом исследования в этой статье являются вычислительные системы, основанные на данных. Предметом исследования являются методы повышения эффективности систем, основанных на потоке данных. Целью исследования является внедрение эмулятора отказоустойчивой вычислительной системы, управляемой потоком данных на основе разработанной архитектуры и исследуемого метода. Методы исследования. В этой работе используются эксперименты, сравнения, аналитические и статистические методы. Научная новизна работы заключается в следующем: 1. Предлагаемая модификация метода обеспечения надежности отказоустойчивости компьютерных систем, управляемых потоком данных, отличается от существующих методов с учетом скорости каждой операции, что сокращает время, затрачиваемое на обнаружение неисправного вычислительного модуля, а также память блоки используют бесплатный адресный доступ, который работает довольно ассоциативно и буферной, что ускоряет работу системы в целом. 2. Программный инструмент эмулятора был реализован для тестирования разработанной архитектуры. 3. Разработана грамматика языка, а именно псевдокод, представленный системному вводу для моделирования графика алгоритма, а также разработан набор тестовых файлов, отсюда и возможность расширения грамматики. Практическая ценность результатов, полученных в работе, заключается в том, что предлагаемый метод эффективности не уступает существующим и в большинстве случаев даже превышает. Разработанный эмулятор позволяет вам полностью тестировать и сравнивать результаты с аналогами. Апробация. Основные положения и результаты работы были представлены и обсуждены на X-й Международной конференции мастеров и аспирантов «Прикладная математика и компьютер», ПМК-2018 Структура и объем работ. Магистерская диссертация состоит из введения, пяти разделов, выводов и приложений. В введение дается общее описание работы, проводится оценка текущего состояния проблемы, обосновывается актуальность направления исследований, дается информация о тестировании результатов. В первой главе рассматриваются и анализируются существующие решения, описываются их преимущества и недостатки. Во втором разделе предлагается модификация метода обеспечения отказоустойчивости в системах с использованием бесплатного доступа к адресам с использованием таймеров и разработана архитектура компьютерной системы, управляемой потоком данных. В третьем разделе описывается процесс и инструменты для создания эмулятора EMP. В четвертом разделе описываются результаты экспериментов и сравнения между разработанными и существующими алгоритмами, описывается надежность системы. Пятый раздел представляет собой построение бизнес-модели, которая оправдывает осуществимость реализованной модели программного обеспечения и прогнозирует ее потенциальную прибыльность в будущем. В выводах анализируются результаты работы. Вложения включают копию презентации и исходный код. Работа выполнена на 80 листах, содержит 2 приложения и ссылку на список используемых литературных источников из 18 наименований. В работе 15 рисунков и 7 таблиц. Ключевые слова: вычислительные системы, алгоритм графа, кластер, многопоточность, вычислительный параллелизм, потоки данных, отказоустойчивость, свободное адресное пространство, динамическая реконфигурация. | uk |
| dc.description.abstractuk | 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. | uk |
| dc.format.page | 149 с. | uk |
| dc.identifier.citation | 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. | uk |
| dc.identifier.uri | https://ela.kpi.ua/handle/123456789/27153 | |
| dc.language.iso | uk | uk |
| dc.publisher.place | Київ | uk |
| dc.subject | обчислювальні системи | uk |
| dc.subject | граф алгоритм | uk |
| dc.subject | кластер | uk |
| dc.subject | багатопоточність | uk |
| dc.subject | паралелізм обчислень | uk |
| dc.subject | потоки даних | uk |
| dc.subject | відмовостійкість | uk |
| dc.subject | вільний адресний простір | uk |
| dc.subject | динамічна реконфігурація | uk |
| dc.subject | computing systems | uk |
| dc.subject | graph algorithm | uk |
| dc.subject | dynamic reconfiguration | uk |
| dc.subject | cluster | uk |
| dc.subject | multithreading | uk |
| dc.subject | computational parallelism | uk |
| dc.subject | data flows | uk |
| dc.subject | fault tolerance | uk |
| dc.subject | free address space | uk |
| dc.subject.udc | 004.457 | uk |
| dc.title | Програмна модель та метод підвищення ефективності функціонування відмовостійкої потокової системи | uk |
| dc.type | Master Thesis | uk |
Файли
Контейнер файлів
1 - 1 з 1
Вантажиться...
- Назва:
- Lukashov_magistr.pdf
- Розмір:
- 2.03 MB
- Формат:
- Adobe Portable Document Format
- Опис:
Ліцензійна угода
1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
- Назва:
- license.txt
- Розмір:
- 9.1 KB
- Формат:
- Item-specific license agreed upon to submission
- Опис: