Распределенные вычисления, Общие сведения о распределенных вычислениях - Повышение производительности работы библиотеки GridMD
Общие сведения о распределенных вычислениях
Обычно под Распределенными вычислениями понимают область знаний, изучающую организацию Распределенных систем И их применение для решения трудоемких вычислительных задач [1]. В различных источниках [1][2] авторы констатируют невозможность дать строгое определение термину распределенная система. Например, Эндрю Танненбаум определяет распределенную систему как набор независимых компьютеров, представляющихся пользователю как единая объединенная система [2] и подчеркивает, что характерные черты распределенных систем лучше существующих определений отражают их сущность. Распределенная система скрывает различие для пользователя между вычислительными ресурсами, входящими в ее состав, и предоставляет единообразный способ работы с собой независимо от места и времени взаимодействия с пользователем. Таким образом, любые изменения конфигурации частей распределенной системы, сбои вычислительных ресурсов, ее масштабирование остаются прозрачными для пользователя системы и не влияют на способ взаимодействия с ней.
Распределенные вычисления также можно рассматривать как частный случай Параллельных вычислений. Параллельное вычисление состоит из нескольких одновременно исполняемых процессов, решающих общую задачу. Распределенные вычисления же уточняют детали взаимодействия между процессами. Обычно о распределенном вычислении говорят, когда задача выполняется на территориально удаленных вычислительных ресурсах, в случае чего на исполнение задачи начинают влиять характеристики канала связи. Кроме того, распределенное исполнение процессов не всегда означает их параллельное исполнение. В общем случае задача исполняется несколькими последовательными этапами в различные периоды времени, но некоторые их этих этапов могут быть выполнены параллельно.
Помимо названных, выделяют следующие характеристики распределенных систем [1] :
- - Отсутствие общей памяти. Распределенные системы строятся на вычислительных ресурсах, территориально удаленных друг от друга. Обычно каждый ресурс имеет отдельную от остальных память со своим адресным пространством, то есть распределенная система является Системой с распределенной памятью (строится на системах с массовым параллелизмом или кластерах). Это делает невозможным обмен между вычислительными процессами через разделяемые переменные и вводит необходимость Обмена сообщениям (MPI), неопределенность времени доставки которых определяет Отсутствие единого времени. - Независимость и гетерогенность. Вычислительные ресурсы, входящее в состав распределенной системы могут иметь различный состав, быть под управлением различных операционных систем и, следовательно, иметь различную производительность, что дает неопределенность времени выполнения задач. - Отсутствие единого времени. В распределенных системах каждый из процессов использует данные о времени, предоставляемые исполняющим ресурсом. Ввиду характерной для распределенной системы рассинхронизации часов ее компонентов, неопределенности времени выполнения отдельных задач и доставки сообщений между процессами, невозможно предсказать точность, с которой независимые процессы могут координировать свои действия.
К организации распределенной системы предъявляют следующие требования, обеспечивающие эффективность ее работы [1] [2] :
Прозрачность. Под прозрачностью распределенной системы понимается ее возможность выступать в виде единой централизованной вычислительной системы, скрывая распределение процессов по множеству вычислительных ресурсов. Наиболее важными являются следующие типы прозрачности:
- - Прозрачность доступа. Обеспечивает единообразный способ доступа к различным типам архитектур вычислительных ресурсов, составляющих распределенную систему. - Прозрачность местоположения. Обеспечивает доступ к вычислительным ресурсам без знания их физического местоположения. - Прозрачность одновременного доступа. Обеспечивает возможность работы с системой нескольким пользователям без взаимного влияния друг на друга. - Прозрачность отказов. Обеспечивает безопасность работы пользователя от возможных сбоев отдельных компонентов системы с сокрытием информации о них от пользователя.
Открытость. Открытая распределенная система - это система, которая реализована в соответствии с Открытыми Спецификациям на интерфейсы, службы и используемые форматы данных. Открытой спецификацией является общедоступная спецификация, которая поддерживается открытым, гласным согласительным процессом, направленным на постоянную адаптацию к новым технологиям, и соответствует стандартам [2]. Реализация открытых спецификаций обеспечивают Переносимость системы и способность к взаимодействию с аппаратным и программным обеспечением других разработчиков, реализующим эти спецификации, то есть Интероперабельность системы. Таким образом, система может быть образована из разнородных компонентов, и изменение и добавление новых компонентов не затронет существующих.
Масштабируемость. Система обязана эффективно справляться с ростом пользовательской нагрузки при добавлении в нее новых средств, то есть она должна увеличивать свою производительность. Масштабируемость распределенной системы измеряется по следующим показателям:
- - Нагрузочная масштабируемость. Способность системы увеличивать свою производительность при добавлении в нее новых аппаратных средств или замены существующих на более мощные. - Географическая масштабируемость. Способность системы сохранять свои характеристики при территориальном разнесении ее компонентов. - Административная масштабируемость. При увеличении количества управляющих системой административных единиц система не теряет простоты своего управления.
Ниже будут рассмотрены концепции аппаратных решений, на которых строятся распределенные системы.
Похожие статьи
-
Программное обеспечение промежуточного уровня (middleware) Является основной концепцией по организации программного обеспечения распределенных систем...
-
Основные компоненты библиотеки - Повышение производительности работы библиотеки GridMD
Двумя главными компонентами библиотеки GridMD является менеджер сценариев и менеджер заданий (Рис. 4) [10]. Менеджер сценариев разбирает определенный...
-
Общие сведения о библиотеке GridMD Библиотека GridMD является инструментом разработчика распределенных приложений [8][9][10]. Приложение, разделяемое на...
-
Механизм исполнения GridMD приложения - Повышение производительности работы библиотеки GridMD
Управление исполнением графа осуществляется обособленно из Клиентского приложения, осуществляющего вызовы интерфейсных функций библиотеки GridMD [8]....
-
Иерархия параллельных вычислительных систем - Повышение производительности работы библиотеки GridMD
Одной из основополагающих классификаций параллельных систем является Таксономия Флинна , в которой различаются следующие типы систем по взаимодействию...
-
Введение - Повышение производительности работы библиотеки GridMD
На сегодняшний день уровень развития вычислительной техники и средств доступа к вычислительным ресурсам предоставляет значительные возможности по...
-
Обозначенные условия определяют работу по внедрению многопоточных средств в модели параллельного программирования С общей памятью с использованием...
-
Библиотека GridMD поддерживает три механизма определения действий, связываемых с узлами графа [8]. Узел графа может соответствовать исполнению стороннего...
-
Workflow-методология - Повышение производительности работы библиотеки GridMD
Суть workflow-методологии хорошо отражена в определении, данным Workflow Management Coalition [5] - это автоматизация бизнес процесса, при котором...
-
Заключение, Список используемых источников - Повышение производительности работы библиотеки GridMD
В работе произведена успешная оптимизация выполнения локальных узлов графа исполнения приложений, основанных на библиотеки GridMD. В качестве метода для...
-
В рамках данной работы будет произведена оптимизация выполнения Локальных узлов графа исполнения. В процессе исполнения графа возможна итерация, в...
-
Технологии распределенных вычислений (РВ) Современное производство требует высоких скоростей обработки информации, удобных форм ее хранения и передачи....
-
В качестве доступного инструментария были рассмотрены две открытые кроссплатформенные библиотеки для разработки C++ приложений WxWidgets и Boost ,...
-
Создание очереди заданий - Повышение производительности работы библиотеки GridMD
Для организации работы потоков был выбран паттерн проектирования Пул потоков (Thread Pool) [16] . Пул потоков является объектом, которому возможна выдача...
-
Модель вычислительного процесса в GridMD - Повышение производительности работы библиотеки GridMD
Узлы графа исполнения, используемого в GridMD, представляют собой конкретные этапы исполнения, с которыми связываются действия, определяемые программным...
-
Тестирование эффективности многопоточной реализации исполнения локальных узлов производилось на примере расчета определенного интеграла функции. Расчет...
-
Одной из особенностей библиотеки GridMD является поддержка Алгоритмических шаблонов распределенных вычислений. Алгоритмические шаблоны являются...
-
Как отмечалось, входной язык системы MathCAD -- интерпретирующий. В интерпретаторах, например в добром старом Бейсике, листинг программы пользователя...
-
Наименование программы Полное наименование программы - Модуль ипотечного кредитования банковской информационной системы "БИС". Краткое наименование...
-
Наименование и область применения Наименование: Автоматизированная информационная система "Отель" в дальнейшем именуемая АИС "Отель". Область применения:...
-
Коммуникационная библиотека PVM - Администрирование параллельных процессов
PVM (Parallel Virtual Machine) является продуктом исследовательского проекта по сетевым вычислениям в гетерогенной сетевой среде. Общая цель этого...
-
Общие сведения о работе системы Название Проекта: Информационная система учета службы горючих и смазочных материалов войсковой части Программное...
-
Служебная программа архивации помогает создать копию данных на жестком диске. Если исходные данные будут случайно удалены, заменены или станут...
-
Аннотация, Общие сведения и назначение пакета Simulink - Среда визуального моделирования Simulink
В работе представлено общее описание, исторические сведения, "конкуренты" пакета визуального моделирования Simulink компании MathWorks. Приведены...
-
Программная модель данных, получившая название "MapReduce", была создана несколько лет назад в компании Google, и там же была осуществлена первая...
-
Автоматизированного контроля летной годности ВС можно добиться путем внедрения определенного программного продукта, позволяющего оптимизировать...
-
В связи с увеличением числа сотрудников, работающих в компании, а также с расширением рабочего проекта, возникла проблема, связанная с версионностью...
-
Определить наилучшие параметры корректирующего устройства следящей системы, обеспечивающих устойчивость системы и выполнение требований технического...
-
Локальная сеть в развитии страны Современное общество вступило в постиндустриальную эпоху, которая характеризуется тем, что информация стала важнейшим...
-
Таблица символов используется для вставки в документы специальных символов, таких как знак торговой марки, математические символы или символы из наборов...
-
Технологии и модели "Клиент-сервер" - Теоретические основы информационных технологий
Системы на основе технологий "Клиент-сервер" исторически выросли из первых централизованных многопользовательских автоматизированных информационных...
-
Анализ основных вопросов классификаций распределительных вычислительных систем
Сегодня к распределенным вычислительным системам относят: вычислительные кластеры, SMP - симметричные мультипроцессоры, DSM - системы с распределенной...
-
SimpleXML. В PHP версии 5.0 и выше появилось расширение для работы с xml структурой. Библитека SimpleXML содержит большое количество методов для работы с...
-
Общие сведения о программном продукте Разработанный программный продукт называется "Информационная система Вуза". Он направлен на решение широкого ряда...
-
Программа "Экранная лупа" облегчает работу с экраном пользователям с нарушениями зрения. Она выводит отдельное окно, в котором отображается увеличенная...
-
Блоки общего назначения - Библиотека функциональных модулей системы EXP PKS
Блоки общего значения являются базовыми функциональными блоками, т. е - это исполняемый программный объект, который выполняет конкретную задачу. Control...
-
Подменю Evaluate (вычислить) содержит следующие команды: O Symbolically (символические)- выполнить символьное вычисление выражения; O Floating Point (с...
-
Техническое задание разработано в соответствии с ГОСТ 34.602-89 "Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы....
-
"Всемирная паутина" в Internet - это миллионы документов с неструктурированной текстовой информацией (а также с графикой, аудио, видео). Чтобы найти...
-
Вычисление интегралов, Вычисление сумм и произведений - Работа с символьным процессором
Система MathCAD содержит встроенную функцию для вычисления значений определенных интегралов приближенным численным методом. Ею целесообразно...
Распределенные вычисления, Общие сведения о распределенных вычислениях - Повышение производительности работы библиотеки GridMD