Автореферат (1091134)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

На правах рукописиУральский Николай БорисовичРазработка моделей и алгоритмов составления оптимальных расписанийвыполнения программных модулей в вычислительной сети на основеэволюционного подходаСпециальность 05.13.11 – «Математическое и программное обеспечениевычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей»АВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степени кандидата технических наукМосква - 2017Работа выполнена на кафедре информационных систем, сетей и безопасностифедерального государственного бюджетного образовательного учреждениявысшего образования «Российский государственный социальный университет».НаучныйДоктор технических наук, профессор Сизов Валерийруководитель: Александрович, профессор кафедры информационных систем,сетей и безопасности федерального государственного бюджетногообразовательного учреждения высшего образования «Российскийэкономический университет им.

Г.В. Плеханова»Официальные Доктор технических наук, профессор Климанов Вячеславоппоненты:Петрович, заместитель заведующего кафедрой информационныхсистемфедеральногогосударственногобюджетногообразовательного учреждения высшего образования «Московскийгосударственный технический университет «СТАНКИН»Кандидат физико-математических наук Мартишин СергейАнатольевич, научный сотрудник отдела теоретическойинформатики федерального государственного бюджетногоучреждения«ИнститутсистемногопрограммированияРоссийской Академии Наук»Ведущаяорганизация:ООО «Экспериментальная мастерская НаукаСофт»Защита состоится 29 июня 2017 г. в 15-00 на заседании диссертационногосовета Д212.131.05, созданного на базе Федерального государственногобюджетного образовательного учреждения высшего образования «Московскийтехнологический университет» МИРЭА.С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИРЭА.Автореферат разослан 25 мая 2017 г.Ученый секретарьдиссертационного советакандидат технических наук, доцентАндрианова Е.

Г.2Общая характеристика работыАктуальность темы исследования. Уровень развития современныхтехнологий вызывает необходимость решения крупномасштабных задач, такихкак имитационное моделирование в реальном времени, моделирование ядерныхреакций, процессов аэродинамики и др.Существующие методы решений подобных задач (также называемыхбольшими) требуют соответствующих по эффективности вычислительныхресурсов и невыполнимы на рядовых персональных машинах.Рост производительности ЭВМ, развитие сетевых технологий и методовраспределённой обработки информации, позволяют проектировать на основевычислительных сетей распределённые системы обработки данных (РСОД),одним из аспектов области применения которых, является решение большихзадач.Технология проведения таких вычислений в РСОД заключается вдекомпозиции прикладной программы и распределении её модулей, по узламвычислительной сети. В связи с чем для эффективного проведения вычисленийприменяются алгоритмы составления оптимальных расписаний выполненияпрограммных модулей, в том числе на основе эволюционного подхода.Данная область является объектом активных исследований, однако внастоящее время в моделях и алгоритмах составления расписаний на основеэволюционного подхода не в полной мере решены задачи оптимизации функцииприспособленности (Шаповалов, Сальников и др.).

Существующие решения, какправило,основанынараспараллеливанииданнойчастиэволюционныхалгоритмов, либо применении ограничений, существенно снижающих точностьоценок, назначаемых расписаниям.В диссертационной работе предложены модели и алгоритмы, в которыхоптимизация функции приспособленности (фитнес-функции) выполняется за счётнепосредственного сокращения вычислений оценок расписаний.

Предложенные3подходы могут применяться как автономно, так и совместно с существующимиметодами распараллеливания алгоритмов функции приспособленности.Цели и задачи. Целью диссертационной работы является разработка иисследование эволюционных моделей и алгоритмов составления расписанийвыполнения программных модулей в вычислительной сети и повышения ихэффективности для получения прироста производительности РСОД.В соответствии с целью были поставлены следующие задачи:- исследование существующих моделей и алгоритмов составленияоптимальных расписаний выполнения программных модулей в вычислительнойсети;- разработка моделей и алгоритмов на основе эволюционного подхода,позволяющих составлять оптимальное (по критерию минимального времени)расписание выполнения программных модулей в вычислительной сети.Научная новизна результатов диссертации заключается в разработкетеоретического аппарата, включающего модели и алгоритмы составлениярасписаний выполнения программных модулей в вычислительной сети на основеэволюционного подхода, позволяющего находить более эффективные покритериюминимальноговременирасписаниявыполнениязаданийввычислительной сети по сравнению с существующими алгоритмами за счетповышения скорости самого алгоритма и оптимизации построения структурыпрограммного и информационного обеспечения для комплекса решаемых задач,учитывающей архитектуру РСОД.Практическая значимость.

Применение разработанного теоретическогоаппаратавразработкемоделирующегостендавОКР«Разработкаплатформонезависимого программного обеспечения системы аварийной защитыдвигателя 11Д58МФ»ввиде методик синтеза оптимальнойструктурыпрограммного обеспечения и моделирования доказало его эффективность в части,касающейся повышения производительности РСОД при решении больших задач.В связи с этим результаты диссертационной работы могут быть использованы какдля разработки системного программного обеспечения РСОД реального времени4специального назначения, так и для совершенствования структуры программногои информационного обеспечения, существующих РСОД и технологий облачныхвычислений.Объектом исследования является распределенная система обработкиданных, спроектированная на базе вычислительной сети.Предметом исследования является программное и информационноеобеспечение распределенной системы обработки данных.Методы исследования.

В качестве методов исследования использованы:методы системного подхода, методы исследования операций, методы теориирасписаний, методы эволюционного поиска, методы теории планированияэксперимента, а также методы системного и прикладного программирования,методы объектно-ориентированного программирования для организации ипроведения эксперимента.Положения, выносимые на защиту.1. Математическиемоделисоставлениярасписанийвыполненияпрограммных модулей в вычислительной сети:- общая математическая модель составления расписания выполненияпрограммных модулей в вычислительной сети;- частные математические модели составления оптимальных расписанийвыполнения программных модулей в вычислительной сети по критериюминимального времени для длинных и коротких расписаний.2. Модифицированные генетические алгоритмы составления оптимальныхрасписанийвыполненияпрограммныхмодулейввычислительнойсети,учитывающие характеристики аппаратного обеспечения и параметры комплексаинформационно-зависимых задач.3.

Методика применения разработанного теоретического аппарата припроектированииструктурыспециальногомоделирующегостендаОКРвпрограммного«Разработкаобеспеченияплатформонезависимогопрограммного обеспечения системы аварийной защиты двигателя 11Д58МФ».4. Программный комплекс «Анализатор генетических алгоритмов».5Достоверностьнаучныхрезультатовивыводовобусловленаобоснованностью применения используемого математического аппарата, оценкойадекватности разработанного теоретического аппарата результатам проведенногоэксперимента, а также успешным практическим использованием разработанныхматематических, алгоритмических и программных средств при разработкемоделирующегостендавОКР«Разработкаплатформонезависимогопрограммного обеспечения системы аварийной защиты двигателя 11Д58МФ».Внедрение результатов работы. Результаты, полученные в ходедиссертационной работы, были использованы в разработках АО «ГосНИИП» привыполненииОКР«Разработкаплатформонезависимогопрограммногообеспечения системы аварийной защиты двигателя 11Д58МФ» в виде методиксинтеза оптимальной структуры программного обеспечения моделирующегостенда, а также в учебном процессе РГСУ при проведении занятий подисциплинам «Моделирование систем», «Системы искусственного интеллекта».Апробация работы.

Изложенные в диссертации результаты обсуждалисьна 7 международных и российских научных конференциях, в том числе наконференции молодых специалистов и аспирантов АО «ГосНИИП».Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ (изних 4 – в изданиях из перечня ведущих рецензируемых научных журналов иизданий ВАК РФ).Личный вклад автора заключается в разработке моделей и алгоритмовсоставления оптимальных расписаний выполнения программных модулей ввычислительной сети на основе эволюционного подхода, обосновании принциповработы этих алгоритмов, проектировании и реализации инструментальныхсредствдляпроведениявычислительныхэкспериментов,атакжеихпланирование, проведение и интерпретация полученных результатов.Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трёх глав,заключения, списка литературы (110 наименований) и 2 приложений.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов диссертации