RU2411574C2 - Intellectual grid-system for highly efficient data processing - Google Patents
Intellectual grid-system for highly efficient data processing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2411574C2 RU2411574C2 RU2009102806/08A RU2009102806A RU2411574C2 RU 2411574 C2 RU2411574 C2 RU 2411574C2 RU 2009102806/08 A RU2009102806/08 A RU 2009102806/08A RU 2009102806 A RU2009102806 A RU 2009102806A RU 2411574 C2 RU2411574 C2 RU 2411574C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- computing
- programs
- grid
- intellectual
- server
- Prior art date
Links
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims abstract description 15
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 23
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 12
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 claims description 9
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 claims description 7
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 7
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 6
- 230000010354 integration Effects 0.000 claims description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000004321 preservation Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 6
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 4
- 238000013528 artificial neural network Methods 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000007418 data mining Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000003062 neural network model Methods 0.000 description 2
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000003066 decision tree Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001537 neural effect Effects 0.000 description 1
- 230000008447 perception Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000007619 statistical method Methods 0.000 description 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 1
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
- Multi Processors (AREA)
- Computer And Data Communications (AREA)
- Stored Programmes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к компьютерным средствам высокопроизводительной обработки данных при решении сложных задач анализа и интерпретации информации в условиях разделения вычислительных и информационных ресурсов на основе открытой интеллектуальной Грид-системы.The invention relates to computer tools for high-performance data processing in solving complex problems of analysis and interpretation of information in the conditions of separation of computing and information resources based on an open intelligent Grid system.
Известен патент JP 9114980, 1997.06.02 «Method and program for selecting GRID executor via neural», в котором предлагается метод Грид-выполнения операций с помощью нейросетевой модели, обучение которой осуществляется на основе структурированных данных, поступающих на вход и выход нейронной сети, причем обученная нейронная сеть осуществляет селективный выбор последовательности функционирования Грид-сети и на выходе выдает интенсивность обслуживания.Known patent JP 9114980, 1997.06.02 "Method and program for selecting GRID executor via neural", which proposes a method for grid-execution of operations using a neural network model, the training of which is based on structured data received at the input and output of a neural network, and A trained neural network makes a selective choice of the sequence of functioning of the Grid-network and at the output it gives out the intensity of service.
Аналогом рассматриваемой Грид-системы является программа «Система удаленного управления распределенными вычислительными ресурсами» (см. свидетельство №2008611206 (07.03.2008). Система удаленного управления разработана с целью объединения территориально распределенных высокопроизводительных вычислительных систем (компьютерных кластеров) в единую систему, обеспечивающую удобство администрирования и использование этих ресурсов. Ядром системы является сервер, который выбирает из реляционной базы данных программы пользователей, запускает эти программы на удаленных высокопроизводительных вычислительных ресурсах и сохраняет результаты работы программ в виде файлов в базе данных для взаимодействия с сервером и обработки его команд на каждом удаленном вычислительном ресурсе, устанавливается программный агент, который отслеживает и сообщает серверу состояние ресурса и запущенных на нем программ. Система обеспечивает хранение файлов с расчетными программами, начальными данными и результатами; поддержку очереди заданий на основе критериев пользователей; отслеживание состояния доступных вычислительных ресурсов; передачу программ пользователей на вычислительные системы; прием и сохранение файлов с результатами.An analogue of the Grid system under consideration is the program “Remote control system for distributed computing resources” (see certificate No.2008611206 (03/07/2008). The remote control system is designed to combine geographically distributed high-performance computing systems (computer clusters) into a single system that provides ease of administration and the use of these resources.The core of the system is a server that selects user programs from a relational database, launches this programs on remote high-performance computing resources and saves the results of programs in the form of files in a database for interacting with the server and processing its commands on each remote computing resource, a software agent is installed that monitors and reports to the server the status of the resource and the programs running on it. storing files with calculation programs, initial data and results; support for the job queue based on user criteria; monitoring the status of available computing resources; transfer of user programs to computer systems; receiving and saving files with results.
Недостаток этой среды связан с отсутствием эффективных процедурных и логических компонент для использования в Грид-среде, которые существенно отличаются от традиционных подходов кластерных систем.The disadvantage of this environment is the lack of effective procedural and logical components for use in the Grid environment, which differ significantly from the traditional approaches of cluster systems.
Более близким аналогом рассматриваемой системы является «Инструментальная оболочка проектирования высокопроизводительных приложений для Грид-архитектур «PEG-2» (см. свидетельство №2008614623 25.09.08), которая рассматривает ресурсную интерпретацию Грид-приложения как среды, предоставляющей пользователю доступ к предметно-ориентированным ресурсам в виде прикладных Грид-сервисов. Отличительной особенностью проектирования и разработки Грид-сервисов является ориентация на использование таких ресурсов, как готовых компонентов с описанием схемы их взаимодействия в нотации потока задач (work-flow). В отличие от блок-схем алгоритмов в системе PEG-2 очередность операций задана неявно и подчиняется принципу передачи управления по наличию исходных данных.A closer analogue of the system under consideration is the “PEG-2” toolkit for designing high-performance applications for Grid architectures (see certificate No. 20088614623 09/25/08), which considers the resource interpretation of the Grid application as an environment that provides the user with access to subject-oriented resources in the form of applied grid services. A distinctive feature of the design and development of grid services is the orientation to the use of resources such as off-the-shelf components with a description of their interaction in the notation of the work flow. In contrast to the flowcharts of the algorithms in the PEG-2 system, the sequence of operations is implicitly set and obeys the principle of transferring control by the availability of source data.
Недостатком инструментальной оболочки PEG-2 является ограниченность функционирования в рамках корпоративной Грид-среды из-за несовершенной организации логики функционирования, а также отсутствие управляющей программы, обеспечивающей интеллектуальную поддержку принятия решений в сложной динамической среде в условиях неоднородности вычислительных ресурсов, неопределенности характеристик задачи и неполноты исходной информации.The disadvantage of the PEG-2 tool shell is the limited functioning within the corporate Grid environment due to the imperfect organization of the functioning logic, as well as the absence of a control program that provides intelligent decision support in a complex dynamic environment in the face of heterogeneous computing resources, uncertainty in the characteristics of the task, and incomplete initial information.
Для обеспечения работоспособности программного инструментария распределенной Грид-системы в условиях растущей сложности инфраструктуры и стохастической изменчивости параметров коммуникационных связей и вычислительных систем возникает необходимость разработки приложения, обеспечивающего объединение и синхронизацию большого количества компьютерных систем, построение прикладных Грид-сервисов и управление вычислительным процессом на основе интеллектуальных технологий.To ensure the availability of software tools for a distributed Grid system under the growing complexity of the infrastructure and the stochastic variability of the parameters of communication links and computer systems, it becomes necessary to develop an application that provides the integration and synchronization of a large number of computer systems, the construction of applied Grid services and the management of the computing process based on intelligent technologies .
Техническим результатом изобретения является повышение эффективности функционирования параллельных вычислений при решении сложных ресурсоемких задач с помощью функциональных блоков, реализующих механизм логического вывода на основе принципа адаптивного резонанса, поиск и извлечение «скрытых» знаний и закономерностей, динамическую модель знаний при организации конкурирующих вычислительных технологий и взаимодействие с пользователем с помощью интеллектуального интерфейса.The technical result of the invention is to increase the efficiency of parallel computing in solving complex demanding tasks using functional blocks that implement a logical inference mechanism based on the principle of adaptive resonance, search and retrieve "hidden" knowledge and patterns, a dynamic knowledge model in the organization of competing computing technologies and interaction with by user using an intelligent interface.
Указанный технический результат достигается путем построения интеллектуальной проблемно-ориентированной Грид-системы на основе системной интеграции вычислительных и информационных компонент. Формализованная логика управления решением ресурсоемких задач при изучении сложных явлений и закономерностей динамических систем, а также при функционировании виртуальных организаций и полигонов позволяет выполнять расчеты и моделирование на основе экспертной системы интеллектуальной поддержки принятия решений, блока адаптации, обеспечивающего выбор предпочтительной вычислительной технологии обработки данных, настройку логических моделей на восприятие новой информации и извлечение «скрытых» знаний, интеллектуального интерфейса, поддерживающего взаимодействие пользователей с компьютерной средой интеллектуальной Грид-системы.The indicated technical result is achieved by constructing an intellectual problem-oriented Grid system based on system integration of computing and information components. The formalized logic for managing the solution of resource-intensive tasks in the study of complex phenomena and patterns of dynamic systems, as well as the functioning of virtual organizations and polygons, allows you to perform calculations and modeling based on an expert system of intelligent decision support, an adaptation unit that provides the choice of the preferred computing technology for data processing, setting logical models for the perception of new information and the extraction of "hidden" knowledge, an intelligent interface and supporting user interaction with the computing environment intelligent grid system.
Функциональная схема системы представлена на фиг.1.Functional diagram of the system is presented in figure 1.
Система включает 4 основных блока: блок интеллектуальной поддержки функционирования Грид-системы 1, блок программного управления 2, блок человеко-компьютерного взаимодействия 3, блок прикладных Грид-сервисов 4.The system includes 4 main blocks: a block of intellectual support for the functioning of the
Блок интеллектуальной поддержки 1 (фиг.2) является основным элементом, обеспечивающим функционирование компьютерного комплекса. В состав блока входят экспертная система 5, генератор композитного приложения 6 и блок адаптации 7.The block of intellectual support 1 (figure 2) is the main element that ensures the functioning of the computer complex. The block includes an
Блок программного управления 2 (фиг.3) реализует функции интеллектуальной поддержки принятия решений при выполнении высокопроизводительных вычислений в интеллектуальной Грид-системе. На основе исходной информации, поступившей на выполнение сложной задачи, блок 2 осуществляет семантический поиск по описанию задачи 8 и, взаимодействуя с базой знаний экспертной системы 5, получает информацию о доступных сервисах и их онтологических описаниях 4 и осуществляет вызов интерпретатора 9, балансировочных алгоритмов 10 и элемента прогнозирования времени выполнения Грид-приложений 11.The program control unit 2 (Fig. 3) implements the functions of intelligent decision support when performing high-performance computing in an intelligent Grid system. Based on the initial information received to complete a complex task,
Блок человеко-компьютерного взаимодействия 3 (фиг.4) осуществляет функции ввода и вывода информации и содержит четыре базовых компоненты: блок интеллектуального интерфейса 12, осуществляющий разработку и запуск задания, блок представления информации 13, блок визуализации 14, блок документирования 15.The unit of human-computer interaction 3 (Fig. 4) performs the functions of input and output of information and contains four basic components: an
Блок прикладных Грид-сервисов 4 (фиг.5) обеспечивает выполнение пользовательского задания на удаленных целевых системах и включает дополнительные функциональные элементы: виртуальную оболочку проектирования 16, элемент представления (нотация) 17 в виде набора блоков, соответствующих основным операциям прикладных Грид-сервисов и взаимосвязей между ними, определяющих обмен данными, элемент балансировки и построения расписаний 18, планировщик 19, который на основе знаний о сервисах и исходных данных создает набор альтернативных методов построения и выбора вариантов решений и расписаний.The block of applied grid services 4 (Fig. 5) provides the execution of a user task on remote target systems and includes additional functional elements: a
Экспертная система предметных областей 5 (фиг.6) обеспечивает функционирование Грид-системы в заданной вычислительной среде и включает следующие базы знаний: базу знаний предметно-ориентированного описания сервисов 20, базу знаний характеристик производительности вычислительных сервисов 21, базу знаний характеристик производительности моделей основных операций и взаимодействий между ними 22, базу знаний характеристик достоверности интерпретируемых знаний 23, механизм логического вывода на основе принципа адаптивного резонанса 24, систему объяснений 25, общесистемную базу данных 26. Базы знаний экспертной системы 5 содержат наборы понятий предметной области в виде фреймово-продукционных моделей, причем модель представления предметных знаний реализуется с использованием онтологии в виде семантической сети, множество узлов которой соответствует фактам, а множество дуг отражает логические связи между ними.The expert system of subject areas 5 (Fig. 6) ensures the functioning of the Grid system in a given computing environment and includes the following knowledge bases: a knowledge base of a subject-oriented description of
Логический вывод на основе принципа адаптивного резонанса (блок 24) реализует блок-схема, представленная на фиг.7. Динамическая модель знаний, использующая этот принцип, ориентирована на перестройку логических моделей и формализацию информации, содержащуюся в базах знаний 20-23, в условиях неопределенности входных данных, стохастичности параметров Грид-среды, слабой формализации постановки задачи. В процессе функционирования блока 24 осуществляется проверка соответствия исходных данных логической системе фреймово-продукционных моделей и последующая корректировка логических правил экспертной системы 5, связанная с модификацией имеющихся правил, либо построением новых правил, соответствующих исходным данным.The logical conclusion based on the principle of adaptive resonance (block 24) implements the block diagram shown in Fig.7. A dynamic knowledge model using this principle is focused on the restructuring of logical models and the formalization of information contained in knowledge bases 20-23, under conditions of uncertainty of input data, stochastic parameters of the Grid environment, and weak formalization of the problem statement. In the process of functioning of
Блок адаптации 7 (фиг.8) реализует процедуры адаптивного обучения за счет возможности управления вычислительным процессом с динамически меняющейся информацией. При этом обеспечивается взаимодействие с базой данных 26 экспертной системы 5, содержащей прикладные компьютерные программы расчета и моделирования, и блоком прикладных Грид-сервисов 4. Помимо этого блок адаптации 7 осуществляет реализацию принципа конкуренции при выборе предпочтительной вычислительной технологии 27, поддержку процесса поиска и извлечения «скрытых» знаний и закономерностей 28 (процедуры интеллектуального анализа данных - Data Mining), особенно интеграцию знаний в условиях неоднородности вычислительных ресурсов, стохастической изменчивости параметров коммуникационных сетей и вычислительных систем, неопределенности характеристик задачи и неполноты исходной информации.The adaptation unit 7 (Fig. 8) implements adaptive learning procedures due to the ability to control the computing process with dynamically changing information. This ensures interaction with the
Алгоритм реализации принципа конкуренции (блок 27) при решении сложных задач в процессе функционирования интеллектуальной Грид-системы состоит в выполнении следующих шагов:The algorithm for implementing the principle of competition (block 27) in solving complex problems in the process of functioning of the intellectual grid system consists in performing the following steps:
Шаг 1. Генерация альтернативных решений задачи с помощью генератора композитного приложения 6.
Шаг 2. Выбор конкурирующих вычислительных технологий на основе семантического поиска по описанию задачи 8 в виде стандартных алгоритмов (блок 17) и нейросетевых моделей (блок 35).
Шаг 3. Параллельное решение задачи с помощью интерпретатора 9, балансировочных алгоритмов 10 и интеллектуального интерфейса 12.
Шаг 4. Анализ альтернатив и выбор предпочтительного решения с помощью планировщика 19 и блока 24, реализующего механизм логического вывода на основе принципа адаптивного резонанса.
Операции по выполнению шагов 1-4 осуществляются в блоке 36 с помощью экспертной системы 5 и интеллектуального интерфейса 12.The operations to perform steps 1-4 are carried out in
Другая операция, выполняемая в блоке адаптации 7, связана с выявлением «скрытых» знаний и закономерностей 28 (фиг.9) на основе статистического анализа 29, байесовской сети 30, метода иерархий 31, деревьев решений 32, принципа редукции 33, онтологии 34, искусственных нейронных сетей 35, формального концептуального анализа 36.Another operation performed in
Блок интеллектуального интерфейса 12 (фиг.10) представляет собой программно-аналитический комплекс, обеспечивающий «прозрачность» смысла доступа к информации при поддержании взаимодействия пользователей с помощью блока программного управления 2, блока адаптации 7 и блока документирования 15. Интеллектуальный интерфейс 12 ориентирован на формализацию понятий предметной области и включает четыре основных модуля: синтаксический анализатор 37, выполняющий процедуры морфологического и синтаксического анализа предложений входной информации, семантический анализатор 38, использующий результаты синтаксического анализа для формализации информационного содержания входных данных, процессор понятийного словаря 39, представляющий собой библиотеку функций, обеспечивающих вычисление характеристик, представленных в словаре понятий, и полного набора отношений между ними, а также фиксированного набора ассоциативных отношений вида «часть - целое», «устройство - функция», процессор справочника баз данных 40, который характеризует модели предметных областей, определяющих функционирование интеллектуальной Грид-системы с помощью средств адаптации 7 и блока программного управления 2. В сложных ситуациях с помощью интеллектуального интерфейса 12 реализуется взаимосвязь блока адаптации 7 с блоком интеллектуальной поддержки 1, обеспечивающим функциональные возможности интеллектуальной Грид-системы.The intelligent interface unit 12 (Fig. 10) is a software-analytical complex that provides "transparency" of the meaning of access to information while maintaining user interaction using the
Модульный принцип построения интеллектуальной Грид-системы высокопроизводительной обработки данных реализуется на автономных носителях информации с применением самостоятельно функционирующих блоков: блока интеллектуальной поддержки Грид-системы 1, блока программного управления 2, блока человеко-компьютерного взаимодействия 3, блока прикладных Грид-сервисов 4. Инструментальная среда интеллектуальной Грид-системы, как совокупности вычислительных ресурсов, использующих проблемно-ориентированные Грид-сервисы 4, обеспечивает формализацию процесса проектирования композитных вычислительных приложений, достигающих оптимальной производительности с использованием интеллектуальных технологий.The modular principle of constructing an intelligent Grid system of high-performance data processing is implemented on autonomous storage media using independently functioning units: an intellectual support unit of the
Реализация интеллектуальной Грид-системы высокопроизводительной обработки данных осуществляется с использованием стандартных технических средств высокопроизводительных вычислений с использованием языка программирования Jawa 5. В оболочке PEGI реализована основная функциональность, определяющая взаимодействие с инфраструктурой интеллектуальной Грид-системы на основе Intel Grid Programming Emvironment (GPE). Процедура использует библиотеки GPE API версии 1.5, которые являются надстройкой над средой Globus. Это решение позволяет изолировать реализацию инструментальной оболочки от особенностей архитектуры интеллектуальной Грид-системы. Элемент исполнения в оболочках PEG2 обеспечивает реализацию пользовательского задания 4 на удаленных целевых системах: осуществляя вызовы интерпретатора 9 WF (workflow), балансировочных алгоритмов 10 и осуществляя мониторинг с помощью интеллектуального интерфейса 12. В инструментальной оболочке вводятся дополнительные функциональные элементы, в частности визуальная оболочка проектирования 14, элемент представления WF 13, элемент мониторинга интеллектуальной Грид-системы 12 и элемент прогнозирования времени выполнения приложений 11. Визуальная оболочка 3, 14 реализует процесс человеко-компьютерного взаимодействия в графической форме. Элемент WF по существу является интерпретатором 9 пользовательской постановки задачи 12 для дальнейшего использования другими элементами программного комплекса 1-4. Элементы мониторинга среды интеллектуальной Грид-системы 1 и прогнозирования времени работы композитного приложения 11 используются элементом балансировки и построения расписаний 10 для создания конкретного workflow - CWF, имеющего наибольшую производительность.Implementation of an intelligent Grid system for high-performance data processing is carried out using standard technical means of high-performance computing using the Jawa 5 programming language. The PEGI shell implements the main functionality that defines the interaction with the infrastructure of an intelligent Grid system based on Intel Grid Programming Emvironment (GPE). The procedure uses the GPE API libraries version 1.5, which are an add-on for the Globus environment. This solution allows you to isolate the implementation of the instrumental shell from the architectural features of the intellectual grid system. The execution element in the PEG2 shells provides the implementation of
Обобщенная схема функционирования интеллектуальной Грид-системы представлена на фиг.11. На этапе проектирования пользователь посредством визуальной оболочки выполняет интерпретацию композитного приложения в форме MWF (meta workflow). При этом используются знания о соответствующем наборе доступных прикладных Грид-сервисов 4, которые предоставляются системой управления знаниями Grid Knowledge Manager 2. Это описание передается планировщику Workflow Planner 19, который на основании знаний о сервисах 20, 21, 22, 23 и данных 26 создает набор альтернативных Workflow - AWF. Каждый AWF представляет собой непротиворечивый процесс вычислений с фиксированным прикладным Грид-сервисом и исходными данными. На основе набора AWF блоком построения расписаний (Workflow Scheduler) 18 строится набор конкретных расписаний выполнения (CWF). Расписание, наиболее точно соответствующее пользовательским критериям, принимается окончательным и передается на выполнение. По завершении выполнения задач на целевых системах Workflow Executor с помощью экспертной системы 5 и интеллектуального интерфейса 12 осуществляется сбор результатов работы и пользователю предоставляется окончательный результат в виде файла данных 13. При возникновении нестандартных ситуаций, связанных с решением больших задач в сложной динамической среде в условиях неоднородности вычислительных ресурсов, описанная выше последовательность функционирования интеллектуальной Грид-системы дополняется процедурами, реализующими механизм логического вывода на основе принципа адаптивного резонанса 24 и процедур выявления «скрытых» знаний 28 при поддержке интеллектуального интерфейса 12.A generalized scheme of the functioning of the intellectual grid system is presented in Fig. 11. At the design stage, the user through the visual shell interprets the composite application in the form of MWF (meta workflow). In this case, knowledge about the corresponding set of available
В качестве примера практического использования разработанной интеллектуальной технологии ниже рассмотрена одна их сложных и трудоемких задач на примере обработки геофизической информации - анализ климатических спектров морского волнения. Результаты функционирования интеллектуальной Грид-системы при решении этой задачи иллюстрирует фиг.12.As an example of the practical use of the developed intellectual technology, one of their complex and time-consuming tasks is considered below on the example of processing geophysical information - analysis of the climatic spectra of sea waves. The results of the functioning of the intelligent Grid system in solving this problem is illustrated in Fig. 12.
Здесь представлены характеристики времени обработки массива из 8 тысяч спектров, полученные на интеллектуальной Грид-системе, состоящей из 24 целевых систем. В процессе решения задачи производилось статистическое обобщение заданных функций распределения энергии волн по частотам и направлениям в фиксированной точке пространства за длительный интервал времени. Приведенные на фиг.13 данные иллюстрируют зависимость времени выполнения задачи от числа вычислителей в виде ядерных оценок плотности распределения времени работы для трех конкурирующих технологий параллельных вычислений (схем расписаний): равномерная схема 1, прямая 2 и обратная 3 каскадные схемы. Видно, что с увеличением количества вычислителей (р=2÷4) разброс времени выполнения возрастает, что связано с ростом влияния стохастических эффектов коммуникаций в рассмотренной Грид-системе. При этом взаимное расположение плотностей распределения определяют правила ранжирования конкурирующих расписаний. Например, в случае «А» (фиг.12) для р=2 прямая и обратная каскадные схемы приводят в среднем к практически одинаковым оценкам времени работы. Различие между ними существенно меньше соответствующего диапазона изменчивости, однако, разброс времени работы для прямой каскадной схемы в 1,5 раза больше, чем для обратной каскадной схемы. Поэтому окончательный выбор схемы распараллеливания определяется исходя из стратегии: меньший риск - меньшая производительность или больший риск - большая производительность.Here are the characteristics of the processing time of an array of 8 thousand spectra obtained on an intelligent grid system consisting of 24 target systems. In the process of solving the problem, a statistical generalization of the given functions of the distribution of wave energy in frequencies and directions at a fixed point in space over a long period of time was carried out. The data shown in Fig. 13 illustrates the dependence of the task execution time on the number of calculators in the form of nuclear estimates of the distribution density of the operating time for three competing parallel computing technologies (schedule schemes):
С другой стороны, в процессе выполнения задачи возможны случаи (ситуация «Б» при р=24), когда плотности распределения времени работы для разных схем перекрываются, однако, различие между средними значениями сопоставимо с их диапазоном изменчивости. Тогда ранжирование конкурирующих расписаний необходимо вести с учетом заданного уровня значимости ошибки. В частности, в ситуации «Б» в 5% случаев обратная каскадная схема будет давать лучший по производительности результат, чем равномерная, несмотря на то, что в среднем равномерная схема работает в 1,5 раза быстрее. Из фиг.12 также видно, что кривые производительности имеют ярко выраженный минимум: для каскадных схем при р=6, для равномерной - при р=12, который определяет оптимальный режим выполнения задачи. Максимальное ускорение в среднем составляет около 2,5, а выигрыш по сравнению с конкурирующими каскадными расписаниями - в 2 раза, что характерно для Грид-систем в силу существенного вклада коммуникационной составляющей как одного из определяющих факторов (наравне с объемом доступной памяти, дискового пространства и пр.),On the other hand, in the process of performing the task, there are possible cases (situation “B” at p = 24), when the distribution densities of the operating time for different schemes overlap, however, the difference between the average values is comparable with their range of variability. Then the ranking of competing schedules must be carried out taking into account a given level of significance of the error. In particular, in situation “B”, in 5% of cases, the reverse cascade circuit will give a better result than the uniform one, despite the fact that on average the uniform circuit works 1.5 times faster. 12 also shows that the performance curves have a pronounced minimum: for cascade circuits at p = 6, for uniform circuits at p = 12, which determines the optimal mode of task execution. The maximum acceleration on average is about 2.5, and the gain in comparison with competing cascade schedules is 2 times, which is typical for Grid systems due to the significant contribution of the communication component as one of the determining factors (along with the amount of available memory, disk space and etc.),
Таким образом, реализация интеллектуальной Грид-системы обеспечивает гибкое, скоординированное, раздельное использование разнообразных компьютерных ресурсов удаленных виртуальных организаций как сообщества пользователей с динамически меняющимся составом для совместного использования распределенных Грид-ресурсов в рамках общих научных и технических целей и задач.Thus, the implementation of the intelligent Grid system provides a flexible, coordinated, separate use of various computer resources of remote virtual organizations as a community of users with dynamically changing composition for sharing distributed Grid resources within the framework of common scientific and technical goals and objectives.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009102806/08A RU2411574C2 (en) | 2009-01-29 | 2009-01-29 | Intellectual grid-system for highly efficient data processing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009102806/08A RU2411574C2 (en) | 2009-01-29 | 2009-01-29 | Intellectual grid-system for highly efficient data processing |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009102806A RU2009102806A (en) | 2010-08-10 |
| RU2411574C2 true RU2411574C2 (en) | 2011-02-10 |
Family
ID=42698537
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009102806/08A RU2411574C2 (en) | 2009-01-29 | 2009-01-29 | Intellectual grid-system for highly efficient data processing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2411574C2 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2485581C1 (en) * | 2012-04-26 | 2013-06-20 | Открытое акционерное общество "Лётно-исследовательский институт имени М.М.Громова" | Expert search engine |
| RU2569568C1 (en) * | 2014-12-12 | 2015-11-27 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики (Университет ИТМО) | Method of monitoring emergency situations based on integration of computer and information components of grid system |
| RU2596992C2 (en) * | 2014-12-12 | 2016-09-10 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики" (Университет ИТМО) | Method for designing a multi-mode intelligent control system of distributed environment of soft computations |
| RU2649748C2 (en) * | 2016-08-24 | 2018-04-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) | System and method for interpreting and analyzing dynamic characteristics of the current state of tasks performed |
| CN110245011A (en) * | 2018-03-08 | 2019-09-17 | 北京京东尚科信息技术有限公司 | A kind of method for scheduling task and device |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2300846C2 (en) * | 2001-03-28 | 2007-06-10 | Квэлкомм Инкорпорейтед | Method and device for transmitting service messages in wireless communication system |
| RU2302276C2 (en) * | 2002-04-25 | 2007-07-10 | Ай Джи Ти | Authentication in protected computerized game system |
| EP1981242A2 (en) * | 2007-04-12 | 2008-10-15 | Sun Microsystems Inc. | Method and system for securing a commercial grid network |
| WO2008122964A2 (en) * | 2007-04-06 | 2008-10-16 | France Telecom | A grid accounting method and system |
-
2009
- 2009-01-29 RU RU2009102806/08A patent/RU2411574C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2300846C2 (en) * | 2001-03-28 | 2007-06-10 | Квэлкомм Инкорпорейтед | Method and device for transmitting service messages in wireless communication system |
| RU2302276C2 (en) * | 2002-04-25 | 2007-07-10 | Ай Джи Ти | Authentication in protected computerized game system |
| WO2008122964A2 (en) * | 2007-04-06 | 2008-10-16 | France Telecom | A grid accounting method and system |
| EP1981242A2 (en) * | 2007-04-12 | 2008-10-15 | Sun Microsystems Inc. | Method and system for securing a commercial grid network |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2485581C1 (en) * | 2012-04-26 | 2013-06-20 | Открытое акционерное общество "Лётно-исследовательский институт имени М.М.Громова" | Expert search engine |
| RU2569568C1 (en) * | 2014-12-12 | 2015-11-27 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики (Университет ИТМО) | Method of monitoring emergency situations based on integration of computer and information components of grid system |
| RU2596992C2 (en) * | 2014-12-12 | 2016-09-10 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики" (Университет ИТМО) | Method for designing a multi-mode intelligent control system of distributed environment of soft computations |
| RU2649748C2 (en) * | 2016-08-24 | 2018-04-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) | System and method for interpreting and analyzing dynamic characteristics of the current state of tasks performed |
| CN110245011A (en) * | 2018-03-08 | 2019-09-17 | 北京京东尚科信息技术有限公司 | A kind of method for scheduling task and device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2009102806A (en) | 2010-08-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN115543639B (en) | Optimization method for performing deep learning tasks in distributed mode and distributed system | |
| Herodotou et al. | A survey on automatic parameter tuning for big data processing systems | |
| US11481456B2 (en) | Model and pattern structure online unital learning: mapsoul | |
| Li et al. | Machine learning based online performance prediction for runtime parallelization and task scheduling | |
| Mannem et al. | Leveraging supervised learning in cloud architectures for automated repetitive tasks | |
| CN117370638B (en) | Basic model task decomposition and scheduling method and device enhanced by mind map prompts | |
| CN117076077A (en) | Planning and scheduling optimization method based on big data analysis | |
| RU2411574C2 (en) | Intellectual grid-system for highly efficient data processing | |
| CN118656196A (en) | Multi-stage task processing method, device and medium based on intelligent agent model | |
| Karabetian et al. | An environmentally-sustainable dimensioning workbench towards dynamic resource allocation in cloud-computing environments | |
| Rahman et al. | SMBSP: a self-tuning approach using machine learning to improve performance of spark in big data processing | |
| Amini et al. | Distributed llms and multimodal large language models: A survey on advances, challenges, and future directions | |
| Majid et al. | A review of deep reinforcement learning in serverless computing: function scheduling and resource auto-scaling | |
| Balis et al. | Improving prediction of computational job execution times with machine learning | |
| Blum et al. | Hybrid metaheuristics | |
| Sliwko | Cluster Workload Allocation: A Predictive Approach Leveraging Machine Learning Efficiency | |
| Konovalov et al. | Job control in heterogeneous computing systems | |
| Do et al. | Co-scheduling ensembles of in situ workflows | |
| Kritikakou et al. | A systematic approach to classify design-time global scheduling techniques | |
| Fan | Intelligent Job Scheduling on High Performance Computing Systems | |
| Zhai et al. | Learning splitting heuristics in divide-and-conquer SAT solvers with reinforcement learning | |
| Nedoshivina et al. | AI-driven Workload Management in Meta OS | |
| Wu et al. | Learning Virtual Machine Scheduling in Cloud Computing through Language Agents | |
| Lubrano et al. | Advanced Resource Allocation in the Context of Heterogeneous Workflows Management | |
| Sehrawat | An Adaptive and Priority Improved Task Scheduling Model for Fog Computing Environment |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130130 |