Інфраструктура потокiв задач на основi композицiї грiд-сервiсiв для автоматизованого схемотехнiчного проектування
| dc.contributor.author | Булах, Богдан Вікторович | |
| dc.contributor.degreedepartment | системного проектування | uk |
| dc.contributor.degreefaculty | Інститут прикладного системного аналiзу | uk |
| dc.contributor.degreegrantor | Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут" | uk |
| dc.date.accessioned | 2013-12-03T14:18:00Z | |
| dc.date.available | 2013-12-03T14:18:00Z | |
| dc.date.issued | 2013 | |
| dc.description.abstracten | The thesis for candidate’s degree of technical sciences (Ph.D.) on speciality 05.13.12 — Automated design systems. — National Technical University of Ukraine “Kyiv Polytechnic Institute”, Ukraine, Kyiv, 2013. This thesis is devoted to the problems of design of the architecture for circuit design software complexes based on service-oriented approach and novel methods for execution of calculations of design workflows and able to employ the advantages of grid computing to overcome resource limitations. General trends in development of automated circuit design complexes (CDC) architecture were analyzed, and the approach to development of the service-oriented architecture for these complexes based on workflow management system was investigated. The specifics of the existing classes of workflow management software for scientific, engineering and business applications were studied and issues connected with employing them for CDC were described. The current state of the art of grid technology for remote computing resources access is analyzed, as well as its ability to integrate with workflow management system. The method of organization of computations in CDC consisting of representation of the general abstract design workflow as the multilevel heterogeneous computing tasks workflows composed of operations of both remote high performance web and grid services was proposed. It provides more flexibility and control for end users rather then software developers when adapting or extending existing CAD tools to new complex or interdisciplinary tasks. The concept of flexible design workflows provides more control on the following levels: 1) control of a sequence of workflow operations (e.g. introducing parallel branches of execution); 2) control of implementations of workflow operations (to choose the most efficient implementations of operations); 3) control of an allocation of workflow operations (to choose the most productive computing resources). The architecture of the service-oriented complexes for circuit design using the dynamic remote web and grid services composition based on open SOA standards and specifications for automated execution of sequences of design procedures inside design workflows was developed. The architecture proposed consists of four main layers. The access layer provides user access to the system through the single access point of web portal. It also supplies descriptions of custom user workflows to the next layers for execution. The workflow execution layer is based on the workflow management system (WfMS): it translates workflow description to the WfMS-specific language and submits it for execution. The service layer is composed of the remote web services and grid services implementing CDC functionality which are invoked during the workflow execution by WfMS. The resource layer can consist of the available grid resources, separate computing clusters or even cloud resources. 24 The method of execution time estimation for multilevel computational workflows composed from both generic web services and grid services was developed. The total execution time of the workflow can be normally estimated according to its configuration (which can be represented by oriented graph) when execution times of all its operations are known. Within the scope of the architecture proposed the following factors impacting the operation execution time were considered: data transfer times (from data source to the operation and from the operation to its data consumer) depending on the data volumes and network channel speed; waiting times (in different queues of the system: LRMS queue, grid scheduler queue etc.) mainly depending on the current resources load; input and output data preparation (for different protocols, including data encryption overhead), “pure” time for useful calculations depending on the time complexity of processing algorithm, data volume, resource performance and current load; delays connected with supporting procedures (program initialization, interaction with operating system or middleware e.g. LRMS, grid middleware etc.). Based on the methods provided the workflow management subsystem for circuit design workflows based on WSDL 1.1 and WS-BPEL 2.0 specifications which is able to support the automatic execution of heterogeneous computation scenarios was implemented and successfully integrated into the GridALLTED interdisciplinary simulation complex. This implementation relies on the WS-BPEL orchestration engine as the WfMS core for the workflow execution layer. The service layer is represented by the grid services interoperable with the current grid middleware installed on Ukrainian grid infrastructure. This implementation successfully proved the feasibility and efficiency of the methods developed. | uk |
| dc.description.abstractru | Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.12 –– Системы автоматизации проектных работ. — Нацио- нальный технический университет Украины “Киевский политехнический инсти- тут”, Украина, Киев, 2013. Диссертация посвящена рассмотрению вопросов разработки архитектуры ком- плексов схемотехнического проектирования, которая опирается на основы сервисно- ориентированного подхода и новые методы выполнения вычислений в маршрутах проектирования в виде потоков задач и способна использовать преимущества те- хнологии грид вычислений для преодоления ресурсных ограничений. В работе проанализированы общие тенденции развития архитектуры компле- ксов схемотехнического проектирования (КСП) и исследован подход к построению сервисно-ориентированной архитектуры таких систем вокруг системы управле- ния потоками задач. Исследованы особенности ряда существующих классов про- граммного обеспечения для научных, инженерных и бизнес-применений, ориенти- рованного на выполнение потоков задач, и показана специфика их применения в КСП. Исследовано текущее состояние развития технологии грид для организации доступа к удаленным вычислительным ресурсам и возможность ее интеграции с системой выполнения потоков задач. Предложен метод организации вычислений в КСП, заключающийся в пред- ставлении структуры маршрута проектирования в виде многоуровневых неодно- родных потоков задач, составленных из вызовов операций как веб-сервисов, так и грид-сервисов, и исполняемых на удаленных высокопродуктивных ресурсах. Ра- зработана архитектура сервисно-ориентированных комплексов схемотехнического проектирования с использованием механизма динамического соединения удален- ных веб-сервисов и грид-сервисов на основе открытых стандартов и спецификаций СОА для автоматического выполнения последовательностей проектных процедур в маршруте проектирования как потоков задач. Разработан метод оценки времени выполнения многоуровневых потоков вычи- слительных задач, состоящих из вызовов операций как обычных веб-сервисов, так и грид-сервисов. На основе изложенных методов разработана подсистема управле- ния выполнением потоков задач для маршрутов схемотехнического проектирова- ния на основе спецификаций WSDL 1.1 и WS-BPEL 2.0, способная обеспечить автоматическое выполнение гетерогенных вычислительных сценариев, которая была успешно интегрирована в комплекс междисциплинарного моделирования GridALLTED. | uk |
| dc.description.abstractuk | Дисертацiя на здобуття наукового ступеня кандидата технiчних наук за спецiальнiстю 05.13.12 –– Системи автоматизацiї проектувальних робiт. — Нацiональний технiчний унiверситет України “Київський полiтехнiчний iнститут”, Україна, Київ, 2013. Дисертацiя присвячена розгляду питань розробки архiтектури комплексiв схемотехнiчного проектування, що спирається на засади сервiсно-орiєнтованого пiдходу та нових методiв виконання обчислень в маршрутах проектування як потокiв задач, здатної використовувати переваги технологiї грiд-обчислень для подолання ресурсних обмежень. В роботi проаналiзовано загальнi тенденцiї розвитку архiтектури комплексiв схемотехнiчного проектування (КСП) та дослiджено пiдхiд до побудови сервiсно- орiєнтованої архiтектури таких систем навколо системи керування потоками задач. Дослiджено особливостi ряду iснуючих класiв програмного забезпечення для наукових, iнженерних та бiзнес-застосувань, орiєнтованого на виконання потокiв задач та показана специфiка їх застосування в комплексах схемотехнiчного проектування. Дослiджено поточний стан розвитку технологiї грiд для органiзацiї доступу до вiддалених обчислювальних ресурсiв та можливiсть її iнтеграцiї з системою виконання потокiв задач. Запропоновано метод органiзацiї обчислень у комплексах схемотехнiчного проектування, що полягає у представленнi структури маршруту проектування у виглядi багаторiвневих неоднорiдних потокiв задач, складених з викликiв операцiй як веб-сервiсiв, так i грiд-сервiсiв, та виконуваних на вiддалених високопродуктивних ресурсах. Розроблено архiтектуру сервiснорiєнтованих комплексiв схемотехнiчного проектування з використанням механiзму динамiчного поєднання вiддалених веб-сервiсiв та грiд-сервiсiв на основi вiдкритих стандартiв та специфiкацiй СОА для автоматичного виконання послiдовностей проектних процедур в межах маршруту проектування як потокiв задач. Розроблено метод оцiнки часу виконання багаторiвневих потокiв обчислювальних задач, складених з викликiв операцiй як звичайних веб-сервiсiв, так i грiд-сервiсiв. На основi викладених методiв розроблено пiдсистему керування виконанням потокiв задач для маршрутiв схемотехнiчного проектування на основi специфiкацiй WSDL 1.1 та WS-BPEL 2.0, здатну забезпечити автоматичне виконання гетерогенних обчислювальних сценарiїв, яку успiшно iнтегровано в комплекс мiждисциплiнарного моделювання GridALLTED. | uk |
| dc.format.page | 28 л. | uk |
| dc.identifier.uri | https://ela.kpi.ua/handle/123456789/6241 | |
| dc.language.iso | uk | uk |
| dc.publisher | Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут" | uk |
| dc.publisher.place | Київ | uk |
| dc.status.pub | published | uk |
| dc.subject.udc | 621.38; 681.5.01; 004.75 | uk |
| dc.title | Інфраструктура потокiв задач на основi композицiї грiд-сервiсiв для автоматизованого схемотехнiчного проектування | uk |
| dc.type | Other | uk |
| thesis.degree.level | candidate | uk |
| thesis.degree.name | кандидат технічних наук | uk |
| thesis.degree.speciality | 05.13.12 — системи автоматизацiї проектувальних робiт | uk |