Розвиток ідей метакомп’ютингу та особливості його використання
| Вид материала | Документы |
- План Вступ 3 Розділ І. Виникнення конституційних ідей в україні та їх розвиток до 1917, 441.82kb.
- Розвиток прав людини в Україні, 275.72kb.
- Програмний комплекс автоматизованого обліку та контролю використання номерного ресурсу, 169.37kb.
- Кількість населення Землі, його природний та механічний рух, 46.24kb.
- Назад до Програми Цимбал Тарас (Київ) "сонячна машина" В. Винниченка в контексті еволюції, 506.72kb.
- Аналіз регуляторного впливу проекту регуляторного акту – рішення міської ради, 48.77kb.
- Тематичнийй план лекцій з пропедевтики педіатрії для студентів 3 курсу, 61.8kb.
- Міністерство освіти І науки україни, 60.49kb.
- Диплома робота особливості формування державного боргу в України та його економічні, 131.13kb.
- Н. В. викладач кафедри мвфд «Скриня педагогічних ідей» Іноземні мови Використання інноваційних, 273.62kb.
РОЗВИТОК ІДЕЙ МЕТАКОМП’ЮТИНГУ ТА ОСОБЛИВОСТІ ЙОГО ВИКОРИСТАННЯ
Лещук Є. О.
Науковий керівник – к.т.н., доц. Бойчук В. О.
Хмельницький національний університет
Сьогодні практично будь-які обчислювальні пристрої можна розглядати, як паралельну обчислювальну систему, якщо вони працюють одночасно і їх можна використати для рішення одного завдання. Спосіб організації паралельних обчислень у кожному випадку може бути своїм, потенційні можливості систем можуть сильно розрізнятися, але принципова можливість паралельного рішення завдань повинна бути присутньою.
Суть ідеї метакомп’ютинга полягає в об'єднанні багатьох інформаційно-обчислювальних ресурсів мережі для вирішення одного завдання. Стратегічною метою метакомп'ютерного напрямку є створення високопродуктивного паралельного середовища на основі обчислювальних ресурсів (процесорних, оперативної та зовнішньої пам'яті, пристроїв вводу/виводу), які вже об'єднані сучасними локальними та глобальними мережами (у першу чергу мережею Інтернет) Така розподілена, гетерогенна і неоднорідна за своєю природою обчислювальна конструкція потенційно перевищує можливості будь-якого суперкомп'ютера. Потрібні тільки механізми та інструментальні засоби, які дозволяли б кінцевому користувачеві ефективно і прозоро по відношенню до середовища передачі скористатися цими ресурсами [1].
Термін метакомп’ютинг виникає ще на початку 90-х років. У той час метакомп’ютинг означав об'єднання кількох різнорідних обчислювальних ресурсів в локальній мережі організації для вирішення однієї задачі. Основна мета побудови метакомпьютера полягала в оптимальному розподілі частин роботи з обчислювальних систем різної архітектури і потужності. Наприклад, попередня обробка даних могла виконуватись на користувацької робочої станції, основне моделювання - на векторно-конвеєрному суперкомп'ютері, а візуалізація результатів - на спеціальній графічній станції.
Надалі дослідження в області метакомп’ютинга розвивалися шляхом переходу від локальних обчислювальних середовищ до глобальних середовищ. Зближення локальних і глобальних мереж відбувається в 90-і роки. Комп'ютерні глобальні мережі 90-х, що працюють на основі швидкісних цифрових каналів, істотно розширили набір своїх послуг і наздогнали в цьому відношенні локальні мережі. Стало можливим створення служб, робота яких пов'язана з доставкою користувачеві великих обсягів інформації в реальному масштабі часу. Для глобальних середовищ стала актуальною задача однорідного доступу до обчислювальних ресурсів.
Однак для створення таких механізмів та інструментальних засобів необхідно вирішити проблеми об'єднання передових досягнень в галузі телекомунікацій і високопродуктивних обчислювальних систем, побудови систем управління інформаційно-обчислювальними і комунікаційними ресурсами і мережевої безпеки. Саме тому проста по своїй постановці ідея метакомп'ютинга стала набувати рис реальної програми тільки в останні 5-7 років. Причин цього кілька:
1. Успіхи у створенні і розвитку високошвидкісної мережевої інфраструктури на основі волоконно-оптичних ліній зв'язку.
2. Тенденція переходу від суперкомп'ютерних систем з масово-паралельною архітектурою до систем кластерного типу, що дозволяє використовувати загальні принципи розробки програмного забезпечення та для метакомп'ютерного середовища.
3. Активне впровадження мережевих технологій в усі сфери людської діяльності, що призвело до появи програм, об'єктивно пов'язаних з необхідністю обробки і маніпулювання великими об’ємами інформації, яка розподілена по мережі.
Об'єднавши різні обчислювальні системи в рамках єдиної мережі, можна сформувати спеціальне обчислювальне середовище. Якісь комп'ютери можуть підключатися або відключатися, але, з погляду користувача, це віртуальне середовище є єдиним метаком’ютером. Працюючи в такому середовищі, користувач лише видає завдання на рішення завдання, а інше метакомп’ютер робить сам: шукає доступні обчислювальні ресурси, відслідковує їхню працездатність, здійснює передачу даних, якщо потрібно, та виконує перетворення даних у формат комп'ютера, на якому буде виконуватися завдання, і т.п. Користувач може навіть і не довідатися, ресурси якого саме комп'ютера були йому надані.
Тут існує майже повна аналогія з електричною мережею. Підключаючи електричний чайник до розетки, ви не замислюєтеся, яка станція робить електроенергію. Вам потрібний ресурс, ви ним користуєтеся. До речі, за аналогією саме з електричною мережею розподілене обчислювальне середовище в англомовній літературі одержало назву Grid або "обчислювальна мережа".
Але на відміну від традиційного комп'ютера метакомп’ютер має цілий набір властивих тільки йому особливостей:
- метакомп’ютер має величезні ресурси, які непорівнянні з ресурсами звичайних комп'ютерів. Це стосується практично всіх параметрів: число доступних процесорів, обсяги пам'яті, число активних додатків, користувачів і т.п.;
- метакомп’ютер є розподіленим. Компоненти метакомп’ютера можуть бути віддаленими один від іншого на сотні й тисячі кілометрів, що неминуче викликає велику латентність і позначається на оперативності їхньої взаємодії;
- метакомп’ютер може динамічно міняти конфігурацію. Деякі комп’ютери до нього приєднуються й делегують права на використання своїх ресурсів, інші відключаються й стають недоступними. Але для користувача робота з метакомп’ютером повинна бути прозорою. Завдання системи підтримки роботи метакомп’ютера складаються в пошуку підходящих ресурсів, перевірці їхньої працездатності, у розподілі завдань поза залежністю від поточної конфігурації метакомп’ютера в цілому;
- метакомп’ютери є неоднорідними. При розподілі завдань потрібно враховувати особливості операційних систем, що входять у його склад. Різні системи підтримують різні системи команд і формати обчислення даних. Різні системи в різний час можуть мати різне завантаження, зв'язки з обчислювальними системами йдуть по каналах з різною пропускною здатністю. Нарешті, до складу метакомп’ютера можуть входити системи із принципово різною архітектурою, починаючи з домашніх персональних комп'ютерів, закінчуючи наймогутнішими системами зі списку Тор500;
- метакомп’ютери поєднують ресурси різних організацій [2]. Політика доступу й використання конкретних ресурсів може сильно змінюватися взалежності від їхньої приналежності до тієї чи іншої організації.
При розгляді обчислень на метакомп’ютерах повинні розглядатися такі питання, як засоби й моделі програмування, розподіл і диспетчеризація завдань, технології організації доступу до метакомп’ютера, інтерфейс із користувачами, безпека, надійність, політика адміністрування, засоби доступу й технології розподіленого зберігання даних, моніторинг стану різних підсистем метакомп’ютера й багато інших.
Література
- Эндрю Таненбаум, Мартин ван Стеен Распределенные системы. Принципы и парадигмы — Санкт-Петербург: Питер, 2003. — 877 с.
- Ильин Ю. SETI для внеземного разума: 24 часа на поиски\\MEMBRANA, 12 марта 2003.