Методи та програмні засоби надання програмно-визначеної віддаленої пам'яті у розподілених системах

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorПавлов, Олександр Анатолійович
dc.contributor.authorВолобуєв, Нікіта Олександрович
dc.date.accessioned2024-03-11T13:57:56Z
dc.date.available2024-03-11T13:57:56Z
dc.date.issued2024
dc.description.abstractРозмір пояснювальної записки – 135 аркушів, містить 17 ілюстрацій, 23 таблиці, 7 додатків, 75 посилань на джерела. Актуальність теми. У сучасних центрах обробки даних актуальним є збільшення ефективності використання ресурсів, зокрема оперативної памʼяті серверів. Навіть при наявності сучасних планувальників задач та віртуалізації, використання памʼяті є нерівномірним між вузлами у обчислювальному кластері. Застосування віддаленої памʼяті дозволяє використовувати оперативну памʼять більш оптимально, знижуючи нерівномірність використання цього ресурсу, а також мати доступ до більшого обʼєму памʼяті ніж є доступним на одному вузлі. При цьому, існуючі реалізації та методи надання віддаленої памʼяті мають обмежену область застосування та невисоку ефективність, зумовлену особливостями задачі. Через це, підвищення ефективності за рахунок модифікації існуючих методів надання віддаленої памʼяті є актуальним. Мета дослідження. Підвищення ефективності використання оперативної памʼяті за рахунок розробки ефективного методу надання віддаленої памʼяті в інформаційному забезпеченні сучасних центрів обробки даних. Об’єкт дослідження: віддалена памʼять у розподілених інформаційних системах. Предмет дослідження: процес створення архітектури програмних засобів що реалізують методи забезпечення швидкого доступу до блоків даних у віддаленій памʼяті, їх реплікація, розгортання та інтеграція віддаленої памʼяті у програмне забезпечення. Для реалізації поставленої мети сформульовані наступні завдання: – провести аналіз існуючих реалізацій та методів надання віддаленої памʼяті; – розробити методи інтеграції віддаленої памʼяті у нове та існуюче програмне забезпечення; – розробити архітектуру, структуру та взаємодію компонентів віддаленої памʼяті; – знизити в середньому затримку доступу до блоків у віддаленій памʼяті за рахунок використання алгоритму заміщення, що спирається на статистику доступу до памʼяті та використання прогнозних моделей; – розробити методи забезпечення відмовостійкості віддаленої памʼяті; – провести оцінку ефективності запропонованого рішення. Наукова новизна: на відміну від існуючих методів, задача заміщення проміжків вирішена статистично більш ефективно за рахунок реалізації адаптації параметрів моделі прогнозування доступу на основі використання статистики, що неперервно збирається в процесі роботи програмного забезпечення. Практичне значення отриманих результатів полягає в тому, що розроблене програмне забезпечення для надання віддаленої памʼяті є простим для розгортання, не вимагає значних змін у програмне забезпечення при інтеграції. Дане програмне забезпечення може бути використане для підвищення ефективності використання ресурсів центру обробки даних у програмному забезпеченні, параметри роботи якого дозволяють використання такого класу памʼяті як віддалена памʼять. Зв’язок з науковими програмами, планами, темами. Робота виконувалась на кафедрі інформатики та програмної інженерії Національного технічного університету України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського". Апробація. Наукові положення дисертації пройшли апробацію на V Міжнародній науково-практичній конференції молодих вчених та студентів «Інженерія програмного забезпечення і передові інформаційні технології oftTech-2023». Публікації. Наукові положення дисертації опубліковані в: 1) Methods and software for providing software-defined far memory in distributed systems/ Н.О. Волобуєв, О.А. Павлов, М.М. Головченко // Матеріали V Міжнародної науково-практичної конференції молодих вчених та студентів «Інженерія програмного забезпечення і передові інформаційні технології SoftTech-2023» – м. Київ: НТУУ «КПІ ім. Ігоря Сікорського», 12-21 грудня 2023 .
dc.description.abstractotherExplanatory note size – 135 pages, contains 17 illustrations, 23 tables, 7 applications, 75 references. Topicality. Increasing resource utilization efficiency (random access memory in particular) is an important problem which arises in modern data centers. Memory utilization is uneven between nodes in a computing cluster even with modern schedulers and virtualization. Far memory allows using random-access memory more efficiently and evenly, while also allowing to access more memory than available on a compute node. At the same time, existing implementations and methods of providing far memory have a limited application scope and low efficiency, which are defined by the specifics of the task. Because of that, increasing efficiency by modifying existing methods of providing far memory is relevant. The aim of the study. Improving the efficiency of using far memory by developing an effective method for providing far memory to the information software of modern datacenters. Object of research: far memory in distributed information systems. Subject of research: the process of creation of the architecture of software tools that implement methods for providing fast access to span in far memory, their replication, deployment and integration of far memory into the software. To achieve this goal, the following tasks were formulated: – perform analysis of existing far memory implementations and methods; – develop far memory integration methods into new and existing software; – develop architecture, structure and interaction between far memory components; – decrease average latency of far memory spans access by using span replacement algorithm that relies on memory access statistics and predictive models; – develop methods to ensure far memory resiliency; – assess solution efficiency. The scientific novelty unlike existing methods, span replacement problem is solved statistically more efficiently by implementing the adaptation of span access prediction model parameters based on statistics that are continously collected during runtime of software. The practical value of the obtained results lies in the fact that the developed software for providing far memory is easy to deploy and does not require significant changes to the software during integration. This software can be used to enhance the efficiency of resource utilization in datacenter for software which operating parameters allow using such memory class as far memory. Relationship with working with scientific programs, plans, topics. Work was performed at the Department of Informatics and Software Engineering of the National Technical University of Ukraine «Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute». Approbation. The scientific provisions of the dissertation were tested at the V International Scientific and Practical Conference for Young Scientists and Students "Software Engineering and Advanced Information Technologies SoftTech-2023". Publications. The scientific provisions of the dissertation published in: 1) Methods and software for providing software-defined far memory in distributed systems / N.O. Volobuev, O.A. Pavlov, M.M. Holovchenko // Proceedings of the V International Scientific and Practical Conference for Young Scientists and Students "Software Engineering and Advanced Information Technologies SoftTech 2023" - Kyiv: National Technical University of Ukraine «Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute», December 19-21, 2023 р.
dc.format.extent135 с.
dc.identifier.citationВолобуєв, Н. О. Методи та програмні засоби надання програмно-визначеної віддаленої пам'яті у розподілених системах : магістерська дис. : 121 Інженерія програмного забезпечення / Волобуєв Нікіта Олександрович. - Київ, 2024. - 135 с.
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/65426
dc.language.isouk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорського
dc.publisher.placeКиїв
dc.subjectвіддалена пам'ять
dc.subjectрозподілені системи
dc.subjectкомп'ютерні мережі
dc.subjectзаміщення сторінок
dc.subjectLinux
dc.subjectRust
dc.subjectfar memory
dc.subjectdistributed systems
dc.subjectcomputer networks
dc.subjectpage replacement
dc.subject.udc004.75
dc.titleМетоди та програмні засоби надання програмно-визначеної віддаленої пам'яті у розподілених системах
dc.title.alternativeMethods and Software for Providing Software-Defined Far Memory in Distributed Systems
dc.typeMaster Thesis

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Volobuiev_magistr.pdf
Розмір:
2.24 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Магістерські роботи (ІПІ)
Магістерські роботи