Отзыв второго оппонента (Математическое и программное обеспечение балансировки вычислительных заданий для распределенных вычислительных комплексов на основе прогнозных моделей)

отзыв оэициАльного оппонентА кандидата технических наук Хантимирова Рамиля Ильдаровича на диссертационную работу Алпатова Алексея Николаевича «Математическое и программное обеспечение балансировки вычислительных заданий для распределенных вычислительных комплексов на основе прогнозных моделей», представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.11 в Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей.

Оценка актуальности темы Анализ современных тенденций развития области распределенных вычислений показывает, что вопросы эффективного планирования и балансировки вычислительных заданий в распределенных вычислительных комплексах находятся в центре внимания ИТ-специалистов. В условиях возрастающих требований к производительности и эффективности работы распределенных вычислительных комплексов, росту разнородности вычислительной среды добиться равномерности загрузки вычислительных узлов 1вычислительный дисбаланс), на основе традиционных подходов не всегда представляется возможным.

Также надо отметить, что в большинстве существующих алгоритмов балансировки не предполагается использование априорной информации о возможных будущих загрузках вычислительных узлов„что при возникновении перегрузки может допускать повышение вычислительного дисбаланса в вычислительном распределенном комплексе. Совмещение динамической балансировки вычислительной нагрузки с элементами прогнозирования этой нагрузки является одним из эффективных путей решения этой задачи. Поэтому, тема диссертационной работы Алпатова Алексея Николаевича- разработка методов и программно-алгоритмических средств администрирования процесса распределения и перераспределения вычислительных задач, несомненно, является актуальной.

Оценка степени обоснованности н достоверности научных положений, выводов н рекомендаций, сформулированных в диссертации Достоверность положений диссертации подтверждается корректным и строгим применением математических методов и методов компьютерного моделирования, а также сравнением результатов диссертационного исследования с данными, полученными в других разработках. Оценка новизны основных научных результатов„выводов и рекомендаций диссертации К научным результатам, полученным в ходе диссертационного исследования закономерностей построения и прогнозирования вычислительной нагрузки в распределенном комплексе относятся: 1.

Кусочно-стационарная модель загрузки узлов, идентифицируемая на основании экспериментальных данных и обеспечивающая адекватную оценку вычислительной нагрузки на глубину прогноза. 2. Метод балансировки вычислительной нагрузки узлов в распределенных вычислительных комплексах с гетерогенной структурой, построенных по принципу грид-систем, заключающийся в использовании прогнозных оценок внутренней загрузки узлов, что позволит оперативно управлять возникающей нагрузкой, и, следовательно, повысить уровень адаптации комплекса к изменяющимся условиям, за счет учета параметров модели нагрузки. З.Метод прогнозирования внутренней загрузки узлов распределенных вычислительных комплексов на основе метода квазилинеаризации, с использованием в качестве начальных условий результатов, полученных на основе известных решений других авторов, который учитывает динамику нагрузки и обладает лучшими показателями прогнозирования, что позволить уменьшить вероятность срывов обработки вычислительных задач узлами комплекса и, следовательно, понизить последующую флуктуацию нагрузки.

Представленные в диссертационном исследовании научные результаты, выводы и рекомендации обладают научной новизной. Теоретическая и практическая значимость результатов диссертационной работы Теоретическая значимость диссертации заключается в применении метода квазилинеаризации для реализации прогностического подхода к балансировке вычислительной нагрузки, позволяющей свести нелинейную стационарную задачу к последовательности решений линейных дифференциальных уравнений.

Также, представленные результаты имеют возможность применения для задач математического моделирования сложных распределенных вычислительных комплексов и систем. Результаты диссертационной работы могут быть использованы при промышленной эксплуатации распределенных вычислительных комплексов различного назначения, В частности, разработанный алгоритм управления вычислительными заданиями с элементом прогноза может быть использован для организации системы диспетчеризации в распределенных системах.

Предложенный метод прогнозирования, также может стать основой для создания программных средств решения задач финансово-экономического характера, Исходя из всего вышеизложенного, диссертационная работа обладает теоретической и практической значимостью. Структура и содержание работы Оценивая содержание диссертационной работы, можно отметить, что представленный материал разбит на разделы логически верно и изложен полно, Каждый раздел диссертации содержит выводы, которые дают общее представление о полученных результатах в данном разделе. Автореферат соответствует содержанию диссертации. Работа состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы ~115 наименований) и 3 приложений.

Объем основного текста составляет 122 страницы, 2 таблицы и 24 рисунка, Во введении показана актуальность, степень разработанности темы исследования, сформирован объект и предмет, определены основные цель и задачи исследования. В данной части Алпатов А.Н. рассматривает вопрос 3 проработанности темы диссертации в ряде современных публикациях отечественных и зарубежных исследователей. Алпатовым А.Н, выявлено, что вопрос диспетчеризации и балансировки вычислительной нагрузки, а в общем виде и задача управления вычислительными заданиями в распределенных комплексах и системах, приковывает пристальное внимание многих исследователей, в связи с тем, что существующие методы и алгоритмы балансировки вычислительных заданий обладают низкой эффективностью в условиях гетероген ности среды современных глобально распределенных вычислительных комплексов.

Для устранения данных недостатков автором были сформулированы основные задачи, решение которых привело бы к повышению эффективности работы распределенных вычислительных комплексов. Первая глава диссертации посвящена исследованию задачи балансировки вычислительной нагрузки в глобально распределенных комплексах. Автором произведен комплексный анализ подходов, методов, алгоритмов, позволяющие оперативно балансировать возникающей в ходе работы распределенных вычислительных комплексов нагрузкой, выделены их существенные недостатки и конкретные области их использования.

На основе данного анализа сформулированы пути улучшения производительности работы методов балансировки нагрузки в глобально распределенных вычислительных комплексах, что составило основную научно-практическую значимость диссертационного исследования, Вторая глава диссертации посвящена разработке методики прогнозирования вычислительной нагрузкой гетерогенного распределенного вычислительного комплекса, основанной на методе квазилинеаризации для управления возможными перегрузками в распределенном комплексе. Автором предложен подход к динамической балансировки вычислительной нагрузки на основе использовании динамической модели загрузки узлов, представленной в виде нелинейной системы.

В третьей главе автор рассматривает вопрос проверки эффективности работы разработанного метода балансировки. Методика эксперимента заключается в проверке прогностической стратегии балансировки нагрузки, на основе метода квазилинеаризации и сравнения ее с известными методами прогнозирования. Автором была предложена методика проведения эксперимента, заключающаяся в разработке модели РВК, с возможностью фиксации основных системных параметров.

Для оценки уровня узлового дисбаланса автор использовал оценку коэффициента вариации, который показывает разброс и выравненность исследуемых значений. Полученные результаты автор сформировал в виде таблицы и графиков. В четвертой главе автор подробно описывает разработанный алгоритм балансировки, функциональную схему программной системы, а также диаграмму взаимодействия компонентов системы.