Заключение диссертационного совета (Математическое и программное обеспечение балансировки вычислительных заданий для распределенных вычислительных комплексов на основе прогнозных моделей)

1аттестационное дело № ___________29.06.2017 протокол № 54Заключение диссертационного совета Д 212.131.05, созданного на базефедерального государственного бюджетного образовательного учреждениявысшего образования «Московский технологический университет»(МИРЭА), Министерства образования и науки Российской Федерации,находящейся по адресу 119454, Москва, проспект Вернадского, д.78, номерприказа № 2651-687 от 19 ноября 2010 г., по диссертации Алпатова АлексеяНиколаевича по диссертации на соискание ученой степени кандидататехнических наук.Диссертация«Математическоеипрограммноеобеспечениебалансировкивычислительныхвычислительныхкомплексовназаданийосноведляраспределенныхпрогнозныхмоделей»поспециальности 05.13.11 – «Математическое и программное обеспечениевычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей» выполнена вфедеральном государственном бюджетном образовательном учреждениивысшегообразования«Московскийтехнологическийуниверситет»(МИРЭА).

Принята к защите 19.04.2017 протокол № 3-17/П. СоискательАлпатов Алексей Николаевич, 1991 года рожд., гражданин РФ, в 2013г. сотличием окончил федеральное государственное бюджетное образовательноеучреждениевысшегогосударственныйпрофессиональногоуниверситетобразованияприборостроенияи«Московскийинформатики»поспециальности 230101 «Вычислительные машины, комплексы, системы исети».

В период с 2013 по 2016 г. проходил подготовку в очной аспирантуреМосковского технологического университета (МИРЭА) по специальности05.13.11 – «Математическое и программное обеспечение вычислительныхмашин,комплексовикомпьютерныхсетей».ВнастоящеевремяАлпатов А.Н. работает в должности ассистента кафедры инструментальногои прикладного программного обеспечения Московского технологическогоуниверситета (МИРЭА). Удостоверение о сдаче кандидатских экзаменоввыдано в 2016 году в Московском технологическом университете (МИРЭА).2Научный руководитель профессор, кандидат технических наук, РощинАлексей Васильевич, работает в должности профессора в Московскомтехнологическом университете на кафедре аппаратного, программного иматематическогообеспечениявычислительныхсистемФизико-технологического института.Официальные оппоненты Юрий Львович Леохин, гражданин РФ,доктор технических наук, профессор департамента компьютерной инженерииМосковского института электроники и математики им.

А.Н. ТихоноваНациональногоисследовательскогоуниверситета«Высшаяшколаэкономики»; Рамиль Ильдарович Хантимиров, гражданин РФ, кандидаттехнических наук, технический директор ООО «СТОРМ СИСТЕМС» далиположительные отзывы на диссертацию. Ведущая организация федеральноегосударственноебюджетноеучреждениенаукиИнститутпроблемуправления им. В.А.

Трапезникова Российской академии наук, г. Москва далаположительное заключение на диссертацию (подписанном ФархадовымМаис Паша Оглы, доктором технических наук, заведующим лабораториейавтоматизированных систем массового обслуживания и обработки сигналов,и утвержденном Барабановым И.Н., зам. директора по научной работе).Выбор официальных оппонентов и ведущей организации обоснован ихкомпетентностью в рассматриваемой отрасли, наличием публикаций по темеисследования и способностью определить научную и практическую ценностьдиссертации в технической отрасли науки.Соискатель имеет 8 опубликованных работ по теме диссертации,опубликованных в рецензируемых научных изданиях, 4 из которыхопубликованы в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ:1.

Алпатов А.Н. Оценка влияния системных параметров распределённоговычислительногокомплексанаэффективностьработыалгоритмовбалансировки нагрузки. // Кибернетика и программирование. — 2017. - № 1. С.1-10. DOI: 10.7256/2306-4196.2017.1.22021. Представлена разработаннаяметодика проведения вычислительного эксперимента по определению3эффективностиработыимитационнаяфиксациимодельалгоритмовбалансировкираспределённогоосновныхсистемныхкомплекса,иразработаннаясвозможностьюпараметровраспределенноговычислительного комплекса (РВК), описана оценка их влияния на времяотклика РВК.2.

А.Н. Алпатов, А.Р. Кадиев, А.В. Рощин Проблемы оптимизациинагрузкивраспределенныхвычислительныхсистемах.Сборкавмашиностроении, приборостроении. – 2016. № 3. – С. 30-39. Соискателембылвыполненанализосновныхметодовбалансировкинагрузки,применяемые в современных РВК с целью их классификации.3. Алпатов А.Н., Михайлов Б.М., Рощин А.В. Методы балансировки иоценкинагрузкиузловраспределеннойвычислительнойсистемы.Естественные и технические науки.

2016. № 6 (96). – С. 39-50. Соискателемпредложена методика балансировки вычислительной нагрузки на основединамических моделей загрузки узлов, а также предложено определятьвычислительную нагрузку узла РВК как совокупность двух компонент:внутренней и внешней нагрузкой узла.4. Алпатов А.Н., Михайлов Б.М., Рощин А.В. Проблемы прогнозированиянагрузки узлов в распределённых вычислительных системах. Естественные итехнические науки. 2016. № 6 (96). – С. 35-38.

Соискателем предложенаметодика идентификации модели и оценки загрузки узлов РВК на основеметода квазилинеаризации, представляющим собой итеративный процессрешения нелинейной задачи n-го порядка последовательности линейныхдифференциальных уравнений.На автореферат диссертации поступило 4 положительных отзыва:1. От к.т.н., доцента кафедры «Программное обеспечение ЭВМ иинформационные технологии» федерального государственного бюджетногообразовательногоучреждениягосударственныйтехническийвысшегоуниверситетобразованияимени«МосковскийН.Э.Баумана»Рязановой Н.Ю. Замечания: 1. В тексте автореферата отмечается важностьвыбора начального приближения для обеспечения сходимости метода4квазилинеаризации, но как формируется начальное приближение непоказано.

2. В автореферате не отражены ограничения на шаг дискретизациии размер интервала, не ясно, какую глубину прогноза обеспечиваетпредложенный метод прогнозирования.2. От к.т.н. зам. директора по научной работе МСЦ РАН – филиал ФГУФНЦ НИИСИ РАН Телегина П.Н. Замечания: в качестве небольшогозамечания стоит отметить, что в автореферате требуют разъяснениянекоторые нечеткие формулировки, а, конкретно, не до конца раскрыт смыслфразы «Шаг дискретизации, глубина прогноза, размер интервала [t1,t2]определяются особенностями грид-среды и набором сетевого оборудования».Не совсем ясно, что понимается под особенностью вычислительной гридсреды и набором сетевого оборудования.3.

Отк.т.н.,с.н.с.федеральногоисследовательскогоцентра«Информатика и управление» Шмейлина Б.З. Замечания: 1. Из авторефератане ясно, как фиксируемые параметры РВК влияют на производительностьалгоритмов балансировки. 2. В автореферате не отражены ограниченияприменения разработанной системы.4. От к.т.н.

профессора департамента электронной инженерии МИЭМНИУ ВШЭ Туманова М.П. Замечания: 1. В автореферате не совсем четкопоказано,учитываетсяливработевозможнаяразнородностьвычислительных задач (различное время выполнения задачи), которая частовозникает в некоторых распределённых вычислительных комплексах. 2. Неясно по материалам автореферата, как учитывается возможная расходимостьитерационного метода оценивания.Диссертационный совет отмечает, что на основании выполненныхсоискателемисследованийразработаналгоритмбалансировкивычислительной нагрузки узлов в РВК с гетерогенной структурой,построенных по принципу грид-систем, заключающийся в использованиипрогнозных оценок внутренней загрузки узлов, что позволяет оперативнораспределять возникающую нагрузку, и повышать уровень адаптации РВК к5изменяющимся условиям; разработан метод прогнозирования внутреннейзагрузки узлов РВК на итерационного процесса квазилинеаризации, сиспользованием в качестве начальных условий результатов, полученных наоснове применения фильтра Винера-Колмогорова, учитывающий динамикунагрузки и обладающий хорошими показателями прогнозирования, чтопозволяет уменьшить вероятность срывов обработки вычислительных задачузлами РВК и понизить последующую флуктуацию нагрузки; предложенакусочно-стационарнаямодельзагрузкиузлов,идентифицируемаянаосновании экспериментальных данных и обеспечивающая адекватнуюоценку вычислительной нагрузки на глубину прогноза; введена методикасоздания алгоритмов распределения вычислительной нагрузки, реализующихпрогностическийметодикапринципопределениядинамическойточностибалансировки;прогнозированияпредложенаистепенивычислительного дисбаланса на основе расчёта параметров: индексбезразмерной ошибки, коэффициент вариации и интервальная оценка дляисследуемого прогнозного параметра.Теоретическая значимость исследования обоснована тем, что даноформальное описание задачи балансировки вычислительных заданий вклиент-серверной архитектуре приложения в РВК, раскрыты проблемныеаспекты применения имеющихся подходов в областибалансировкивычислительных заданий в РВК и разработки систем составления расписанияи диспетчеризации; разработан алгоритм балансировки нагрузки за счётучёта внутренней и внешней нагрузки вычислительного узла и введенияметодики прогнозирования загрузки узлов вычислительного комплекса.Теоретические результаты диссертационного исследования коррелируются ссовременными результатами зарубежных и отечественных исследований поданной тематике.Практическоезначениеполученныхсоискателемрезультатовподтверждается тем, что разработано и внедрено программное обеспечениекомплекса балансировки нагрузки в РВК, реализованное на основе6предложенного метода прогнозирования узловой вычислительной нагрузки.Полученные результаты были использованы на отечественных предприятияхООО «Нанотехгрупп» и ООО «Истар» - при совершенствовании системыпрограммной балансировки нагрузки для отказоустойчивых РВК, чтоповысилопроизводительностьинтеграционныхпроектахинадёжностькомпаний.ТакжеРВК,используемыхполученныеврезультатывнедрены в учебный процесс кафедры аппаратного, программного иматематическогообеспечениявычислительныхсистемМосковскоготехнологического университета при реализации образовательных программпо дисциплинам «Методы моделирования вычислительных систем» и«Высоконагруженные системы».