Підвищення ефективності пошуку ресурсів Грід системи на основі формальних логічних моделей
| dc.contributor.author | Поспішний, Олександр Сергійович | |
| dc.contributor.degreedepartment | Кафедра обчислювальної техніки | uk |
| dc.contributor.degreefaculty | Факультет інформатики та обчислювальної техніки | uk |
| dc.contributor.degreegrantor | Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут» | uk |
| dc.date.accessioned | 2014-06-26T11:48:41Z | |
| dc.date.available | 2014-06-26T11:48:41Z | |
| dc.date.issued | 2014 | |
| dc.description.abstracten | Thesis for a Ph.D. degree by specialty 05.13.05 – Computer system and components. National technical university of Ukraine «Kiev polytechnic institute», Kiev, 2014. The thesis is devoted to the problem of efficiency of automatic task scheduling in Grid systems and resource discovery mechanisms in spatially distributed computer systems. By improving the process of user interaction with the Grid information service, the proposed approach can substantially reduce the learning curve of Grid computing technology for new users and provide a qualitatively new, convenient and adaptive mechanism of resource discovery in Grid systems. Increase of efficiency is achieved through the application of logical models that formally represent the knowledge about the composition and state of Grid resources and provide a problem-oriented domain-specific formalism for resource queries, reducing query complexity and allowing their preliminary logical verification. A new resource discovery method is proposed that is based on the comparison of logical models of distributed system components with the formal logical model of the requested resource. In order to provide an efficient tractable reasoning procedures for the EL family of De-scription Logics, a new set of inference rules were developed, allowing a wide range of OWL 2 EL datatypes (i.e. numbers, strings, binary data, date/time, URI etc.) and complex datatype restrictions. | uk |
| dc.description.abstractru | Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.05 – Компьютерные системы и компоненты. – Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт», Киев, 2014. Диссертация посвящена проблеме повышения эффективности автоматической диспетчеризации задач в Грид и совершенствования механизмов поиска ресурсов в пространственно-распределенных вычислительных системах. За счет совершенствования процесса взаимодействия пользователей с информационной службой Грид, предложенный подход позволяет понизить порог вхождения в технологию Грид вычислений и предоставляет качественно новые, удобные и адаптивные механизмы поиска ресурсов. Повышение эффективности достигается за счет применения логических моделей представления знаний о составе и состоянии системы и использования проблемно-ориентированных формализмов записи ресурсных запросов, что позволяет уменьшить его сложность и предоставляет возможность предварительной проверки запроса на предмет логических ошибок. Предложенный логико-аналитический метод поиска ресурсов в распределенной вычислительной системе основывается на сопоставлении логических моделей её состав-ляющих компонентов с формальной логической моделью запрашиваемого ресурса. В рамках процедуры поиска модель запрашиваемого ресурса сопоставляется с моделями ресурсов системы и с помощью правил логических выводов устанавливается один из следующих возможных случаев: ресурс тождественен запрашиваемому; ресурс соответствует запросу; ресурс не соответствует запросу; ресурс не соответствует запросу, но является возможным кандидатом; ошибка моделирования (слишком общий запрос). Для ранжирования кандидатов предусмотрено определение меры подобности между логическими моделями ресурсов-кандидатов и моделью запрашиваемого ресурса. Контроль корректности поискового запроса выполняется за счёт проверки осуществимости логической модели искомого ресурса и логической согласованности (непротиворечивости) использованных в нем понятий и их взаимосвязей. Предложенный подход позволяет повысить эффективность диспетчеризации за счет раннего выявления ошибочных ресурсных запросов и предоставления детальной информации пользователям относительно сути возникшей ошибки. Разработан и исследован способ преобразования поискового запроса на исходном проблемно-ориентированном языке в формальный ресурсный запрос к Грид системе посредством применения предметной онтологии, который в сравнении с традиционными способами позволяет учитывать проблемную ориентированность пользователя и предоставляет ему возможность применять терминологию своей предметной области в поисковых запросах. Представлено методику онтологического дополнения информационных систем, которая заключается в применении онтологий для дополнения информации, хранимой в информационной системе. Доказано преимущество использования онтологий для выполнения запросов к таким системам. Изложенные предложения по повышению эффективности информационных систем были оценены с точки зрения теории информации и легли в основу разработки семантического информационного сервиса Грид – онтологически-дополняемой информационной системы, нацеленной на накопление, преобразование, анализ и запрос информации относительно ресурсов Грид системы. Разработанный семантический информационный сервис Грид представляет собой автономное Веб-приложение, в котором можно выделить следующие основные компоненты: опорный информационный сервис Грид, семантический информационный сер-вис, репозитарий доменных онтологий и клиенты сервиса. Всё взаимодействие с семантическим информационным сервисом происходит посредством Веб-служб. Для логического анализа онтологий используется усовершенствованный автором логический процессор ELK, подключенный посредством программного интерфейса OWLAPI. Разработано концептуальные информационные модели ресурсов Грид системы, выраженные в виде OWL онтологий, которые предоставляют формальное описание наиболее распространенных компонентов и процессов, встречающихся в современной Грид среде. Создано программное обеспечение для формирования базы знаний Грид ресурсов и разработаны механизмы управления знаниями предметной области пользователя. Усовершенствованы правила логического вывода для OWL 2 EL онтологий с типизированными выражениями, которые за счет полиномиальной временной сложности позволяют ускорить выполнение задачи логического анализа для онтологий с конкретно-типизированными выражениями. Исследован расширенный фрагмент дескриптивной логики , в котором допускается наличие конструкций с конкретно-типизированными выражениями, такими как числа, дата и время, строковые выражения, двоичные данные и др. Изучено влияние конкретно-типизированных выражений на разрешимость расширенного фрагмента логики . На основе расширенного фрагмента логики разработана грамматика языка OWL 2 EL для создания онтологий с конкретно-типизированными выражениями. Созданные в рамках работы методы и способы доведены до практической реализации в виде программ и могут быть использованы при разработке и эксплуатации программного обеспечения промежуточного уровня Грид. Усовершенствованные алгоритмы логического вывода для онтологий на базе логики с использованием конкретно-типизированных выражений были реализованы и протестированы на базе логического процессора онтологий ELK. | uk |
| dc.description.abstractuk | Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.05 – Комп’ютерні системи та компоненти. – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут», Київ, 2014. Дисертація присвячена проблемі підвищення ефективності автоматичної диспетчеризації задач у Грід та удосконаленню механізмів пошуку ресурсів в просторово-розподілених обчислювальних системах. За рахунок застосування онтологічних моделей представлення знань, запропонований підхід дозволяє знизити поріг входження до технології Грід обчислень та надає якісно нові, зручні та адаптивні механізми пошуку ресурсів. Підвищення ефективності досягається за рахунок використання логічних моделей представлення знань щодо складу та стану системи та застосуванню проблемно-орієнтованих формалізмів запису ресурсних запитів, які зменшують його складність, надають можливість попередньої перевірки запиту на предмет логічних помилок та до-зволяють врахувати проблемну орієнтованість користувача, надаючи йому можливість оперувати категоріями своєї предметної області при створенні пошукових запитів. Запропоновано та обґрунтовано логіко-аналітичний метод пошуку та вибору ресурсів у розподіленій обчислювальній системі на основі зіставлення логічних моделей її складових компонентів з формальною логічною моделлю ресурсу, що запитується. Удосконалено правила логічного висновку для OWL 2 EL онтологій з типізованими виразами, які за рахунок поліноміальної часової складності дозволяють прискорити виконання завдань логічного аналізу для онтологій з конкретно-типізований виразами та надають можливість використовувати знання, подані у вигляді числових значень, масивів символів, визначення дати і часу, двійкових даних тощо. | uk |
| dc.format.page | 23 л. | uk |
| dc.identifier.uri | https://ela.kpi.ua/handle/123456789/8057 | |
| 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 | 004.89:004.75 | uk |
| dc.title | Підвищення ефективності пошуку ресурсів Грід системи на основі формальних логічних моделей | uk |
| dc.type | Other | uk |
| thesis.degree.level | candidate | uk |
| thesis.degree.name | кандидат технічних наук | uk |
| thesis.degree.speciality | 05.13.05 – комп’ютерні системи та компоненти | uk |