Програмна модель відмовостійкої обчислювальної системи, що керується потоком даних
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. Нажаль, для систем реального часу часові витрати при такому підході є неприйнятними. В даному випадку більш прийнятними є методи динамічної реконфігурації систем при відмові обладнання. Проблемі забезпечення відмовостійкості систем присвячено багато публікацій, в тому числі, монографій. Тим не менше, ця проблема недостатньо досліджена для СПД через специфіку організації в них обчислювальних процесів.
Таким чином, розробка моделей забезпечення відмовостійкості таких систем є актуальною задачею.
Об’єктом дослідження є процес обробки даних у відмовостійких обчислювальних системах, що керуються потоком даних.
Предметом дослідження є методи забезпечення відмовостійкості в обчислювальних системах, що керуються потоком даних.
Метою дослідження є реалізація програмної моделі відмовостійкої обчислювальної системи, що керуються потоком даних для покращення швидкодії та надійності.
Методи дослідження. В роботі використовуються елементи теорії графів та алгоритмів, теорії надійності. Використовуються результати експериментів, порівняння характеристик систем.
Наукова новизна роботи полягає в наступному:
1. Запропонована модифікація методу забезпечення відмовостійкості потокових обчислювальних систем, яка відрізняється від існуючих методів врахуванням реальної швидкості виконання кожної операції, що дозволяє зменшити час на виявлення несправного обчислювального модуля. В системах-аналогах враховується лише максимальний час виконання операції.
2. Реалізована гнучка програмна модель розробленої архітектури обчислювальної системи із засобами відмовостійкості.
3. Запропонована система команд для відмово стійкої системи, яка може розширюватися за допомогою спеціального конфігураційного файлу.
Практична цінність отриманих в роботі результатів полягає в тому, що запропонований метод за ефективністю не поступається існуючим, а в більшості випадків навіть перевершує. Розроблена програмна модель допоможе спростити розробку реальних проектів.
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 за допомогою таймерів, розроблено архітектуру обчислювальної системи, що керується потоком даних.
У третьому розділі описано програмну модель, що реалізує розроблену архітектуру та псевдокод, котрий він оброблятиме.
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, потоки даних, відмовостійкість, асоціативна пам’ять, надійність, computing systems, associative memory, reliability, fault-tolerance, data flows
Бібліографічний опис
Вінник, Д. А. Програмна модель відмовостійкої обчислювальної системи, що керується потоком даних : магістерська дис. : 121 Інженерія програмного забезпечення / Вінник Денис Андрійович. – Київ, 2018. – 172 с.