розроблення програмного забезпечення планувальника ресурсів обчислювального кластеркластер

розроблення програмного забезпечення планувальника ресурсів обчислювального кластеркластер

Рекомендации по оформлению курсовых, выпускных и дипломных проектов (работ) для студентов и магистрантов всех форм обучения направления 230100 – информатика и вычислительная техника специальности 230101 – вычислительные машины, комплексы, системы и сети.

Розробка методики побудова та супроводження корпоративної інформаційної системи на основі сервіс - орієнтованої архітектурі та об єктно - орієнтованої моделі даних. У результаті дослідження були проаналізовані алгоритми рангового методу вирішення задачі про призначення та вибрано алгоритм, який дозволить отримувати точне рішення і досягти оптимального часу виконання на багатопроцесорних системах. Побудовано модель, яка дозволить ефективно вирішувати задачу при великих розмірностях матриці призначень в умовах паралельних обчислень на вузлах обчислювального кластера. Під операційною системою (ос) розуміють комплекс керівних та опрацьовувальних програм, який є інтерфейсом поміж апаратною платформою комп‘ютера (hard ware) та користувачем з його завданнями, а також призначений для найбільш ефективного використання ресурсів обчислювальної системи та організації надійних обчислень. Завдяки суф, замість доступу до даних на низькому рівні із зазначенням конкретних фізичних адрес потрібного запису, використовується логічний доступ із зазначенням імені файла та запису в ньому.

В усіх цих варіантах замінюється лише інтерфейсна оболонка, а операційне середовище є незмінним; вона інтегрована в ос і визначається програмними інтерфейсами, тобто арі (application program interface). Приміром, усі unix - подібні системи підтримують стандарт posix (portable operating system interface for computer environments) – переносимий інтерфейс операційної системи для обчислювального середовища, незалежний від апаратної платформи.

Утиліти – це спеціальні системні програми, які обслуговують і саму ос, і підготовлюють для роботи носії даних, виконують перекодовування даних, дефрагментацію дисків тощо. Така програма не може безпосередньо виконуватись на комп’ютері, тому що вона не прив’язана до конкретної області пам’яті, де мають розташовуватись її код та дані. інтерпретатор аналізує текст вхідної програми, але не породжує результуючу програму, а одразу виконує вхідну відповідно з її змістом, заданим семантикою мови, якою вона написана. Результатом роботи інтерпретатора є результат, заданий змістом програми, якщо вона є правильна синтаксично, і повідомлення про помилку, якщо програма написана синтаксично помилково. інтерпретатор перетворює програму на мову машинних кодів, оскільки без цього виконання її на комп‘ютері є неможливе, але ці коди породжуються, виконуються й знищуються інтерпретатором. Налагоджувачі – це засоби покрокового налагодження програм безпосередньо за їхнім вхідним текстом внаслідок об’єднання можливостей налагоджувача та редактора. Компонувач обирає з першого об’єктного модуля програмну секцію та привласнює їй початкову адресу; програмні секції решти об’єктних модулів дістають адреси відносно першої в порядку їхнього написання. У більш складних випадках компонувач може створювати програмні модулі з оверлейними структурами, об’єктні модулі бібліотек, модулі бібліотек, які долучаються динамічно. Тому потрібні засоби, які виконували б перетворювання відносних адрес на реальні адреси фізичної пам’яті безпосередньо в момент запускання програми на виконання. Цей процес називається трансляцією адрес і в сучасних обчислювальних системах виконується апаратно за підтримкою 32 - розрядних процесорів методами сегментної, сегментно - сторінкової та сторінкової організації пам‘яті. У момент запускання програми операційна система для виконання трансляції адрес завантажує до оперативної пам’яті спеціальні системні таблиці дескрипторів. Звичайно, це можливе лише за послідовного завантаження до віртуальної пам’яті окремих модулів різних програм та подальшого їхнього перевантаження до оперативної пам’яті. У середовищі багатозадачної ос стан активності захищених одна від одної програм періодично змінюється, а у користувача складається ілюзія того, що вони виконуються в одночас. За відсутності чітких критеріїв передавання ресурсів конкуруючій програмі реальної багатозадачності немає, а є лише розподіл процесорного часу за пріоритетами та перемикання завдань. За таким принципом побудовано сучасні ос, але для 16 - розрядних додатків, які підтримує, наприклад, ms dos, витіснення є неможливим, і вони перебувають нібито у привілейованих умовах. Багатопоточність ос полягає в тому, що ос здатна зорганізувати виконання програм, утворених кількома паралельними потоками (threads), що конкурують поміж собою за процесорний час. Вони забезпечують зберегання проміжних результатів, отриманих до переривання, і повернення до них, коли обчислювальний процес відновлюється з перерваної точки.

З одного боку, до складу ядра мають входити найбільш часто використовувані системні модулі, а з другого, – обсяг пам’яті для ядра не має бути надто великим. Ядро та основні компоненти, які мають постійно перебувати в оперативній пам’яті, створюються у такий спосіб, щоби їх можна було налаштовувати, виходячи з конкретної конфігурації конкретного обчислювального комплексу та кола розв’язуваних задач. Лише особи, які мають відповідні повноваження, або процеси, що вони запускаються цими особами, можуть дістати доступ на читання, запис, створення або вилучення інформації. Повинні бути засоби секретного входу, що забезпечує ідентифікацію користувачів шляхом введення унікального імені та паролю перед тим, як їм буде дозволений доступ у систему.

Повинні бути засоби обліку на спостереження, що забезпечують можливість виявити та зафіксувати певні події, пов’язані з безпекою, або спроби створити, отримати доступ або вилучити системні ресурси.

У тому разі, коли ос не може бути захищена від помилок користувача, його поведінка може бути проконтрольована за записами у журналі, які залишають засоби обліку та спостереження ос. Дейкстри у шістдесятими роками, причому основною проблемою при проектуванні було визначення властивостей та кількості рівнів абстракції й визначення правил винесення на кожний рівень необхідних частин ос. Підготовка фахівців, здатних проводити теоретичні та експериментальні дослідження в галузі комп’ютерних наук; застосовувати математичні методи й алгоритмічні принципи в моделюванні, проектуванні, розробці та супроводі інформаційних технологій; здійснювати розробку, впровадження і супровід інтелектуальних систем аналізу й обробки даних організаційних, технічних, природничих і соціально - економічних систем. Сучасні моделі, методи, алгоритми, технології, процеси та способи отримання, представлення, обробки, аналізу, передачі, зберігання даних в інформаційних системах. Здатність розв’язувати складні спеціалізовані задачі та практичні проблеми у галузі комп’ютерних наук або у процесі навчання, що передбачає застосування теорій та методів інформаційних технологій і характеризується комплексністю та невизначеністю умов. Здатність реалізувати свої права і обов’язки як члена суспільства, усвідомлювати цінності громадянського (вільного демократичного) суспільства та необхідність його сталого розвитку, верховенства права, прав і свобод людини і громадянина в україні. Здатність зберігати та примножувати моральні, культурні, наукові цінності і досягнення суспільства на основі розуміння історії та закономірностей розвитку предметної області, її місця у загальній системі знань про природу і суспільство та у розвитку суспільства, техніки і технологій, використовувати різні види та форми рухової активності для активного відпочинку та ведення здорового способу життя. Здатність до математичного формулювання та досліджування неперервних та дискретних математичних моделей, обґрунтовування вибору методів і підходів для розв’язування теоретичних і прикладних задач у галузі комп’ютерних наук, аналізу та інтерпретування. Здатність до виявлення статистичних закономірностей недетермінованих явищ, застосування методів обчислювального інтелекту, зокрема статистичної, нейромережевої та нечіткої обробки даних, методів машинного навчання та генетичного програмування тощо. Здатність використовувати сучасні методи математичного моделювання об’єктів, процесів і явищ, розробляти моделі й алгоритми чисельного розв’язування задач математичного моделювання, враховувати похибки наближеного чисельного розв’язування професійних задач. Здатність здійснювати формалізований опис задач дослідження операцій в організаційно - технічних і соціально - економічних системах різного призначення, визначати їх оптимальні розв’язки, будувати моделі оптимального управління з урахуванням змін економічної ситуації, оптимізувати процеси управління в системах різного призначення та рівня ієрархії. Здатність до системного мислення, застосування методології системного аналізу для дослідження складних проблем різної природи, методів формалізації та розв’язування системних задач, що мають суперечливі цілі, невизначеності та ризики.

Здатність застосовувати теоретичні та практичні основи методології та технології моделювання для дослідження характеристик і поведінки складних об єктів і систем, проводити обчислювальні експерименти з обробкою й аналізом результатів. Узагальненого, об’єктно - орієнтованого, функціонального, логічного, з відповідними моделями, методами й алгоритмами обчислень, структурами даних і механізмами управління. Здатність застосовувати методології, технології та інструментальні засоби для управління процесами життєвого циклу інформаційних і програмних систем, продуктів і сервісів інформаційних технологій відповідно до вимог замовника. Здатність до інтелектуального аналізу даних на основі методів обчислювального інтелекту включно з великими та погано структурованими даними, їхньої оперативної обробки та візуалізації результатів аналізу в процесі розв’язування прикладних задач. Здатність до аналізу та функціонального моделювання бізнес - процесів, побудови та практичного застосування функціональних моделей організаційно - економічних і виробничо - технічних систем, методів оцінювання ризиків їх проектування. Здатність реалізовувати високопродуктивні обчислення на основі хмарних сервісів і технологій, паралельних і розподілених обчислень при розробці й експлуатації розподілених систем паралельної обробки інформації. Застосовувати знання основних форм і законів абстрактно - логічного мислення, основ методології наукового пізнання, форм і методів вилучення, аналізу, обробки та синтезу інформації в предметній області комп ютерних наук. Використовувати сучасний математичний апарат неперервного та дискретного аналізу, лінійної алгебри, аналітичної геометрії, в професійній діяльності для розв’язання задач теоретичного та прикладного характеру в процесі проектування та реалізації об’єктів інформатизації. Використовувати знання закономірностей випадкових явищ, їх властивостей та операцій над ними, моделей випадкових процесів та сучасних програмних середовищ для розв’язування задач статистичної обробки даних і побудови прогнозних моделей. Використовувати методи обчислювального інтелекту, машинного навчання, нейромережевої та нечіткої обробки даних, генетичного та еволюційного програмування для розв’язання задач розпізнавання, прогнозування, класифікації, ідентифікації об’єктів керування тощо. Проектувати, розробляти та аналізувати алгоритми розв’язання обчислювальних та логічних задач, оцінювати ефективність та складність алгоритмів на основі застосування формальних моделей алгоритмів та обчислюваних функцій. Використовувати методи чисельного диференціювання та інтегрування функцій, розв язання звичайних диференціальних та інтегральних рівнянь, особливостей чисельних методів та можливостей їх адаптації до інженерних задач, мати навички програмної реалізації чисельних методів. Розуміти принципи моделювання організаційно - технічних систем і операцій; використовувати методи дослідження операцій, розв’язання одно– та багатокритеріальних оптимізаційних задач лінійного, цілочисельного, нелінійного, стохастичного програмування. Використовувати методологію системного аналізу об’єктів, процесів і систем для задач аналізу, прогнозування, управління та проектування динамічних процесів в макроекономічних, технічних, технологічних і фінансових об’єктах. Розробляти програмні моделі предметних середовищ, вибирати парадигму програмування з позицій зручності та якості застосування для реалізації методів та алгоритмів розв’язання задач в галузі комп’ютерних наук. Використовувати інструментальні засоби розробки клієнт - серверних застосувань, проектувати концептуальні, логічні та фізичні моделі баз даних, розробляти та оптимізувати запити до них, створювати розподілені бази даних, сховища та вітрини даних, бази знань, у тому числі на хмарних сервісах, із застосуванням мов веб - програмування. Застосовувати методи та алгоритми обчислювального інтелекту та інтелектуального аналізу даних в задачах класифікації, прогнозування, кластерного аналізу, пошуку асоціативних правил з використанням програмних інструментів підтримки багатовимірного аналізу даних на основі технологій datamining, textmining, webmining. Застосовувати знання методології та case - засобів проектування складних систем, методів структурного аналізу систем, об єктноорієнтованої методології проектування при розробці і дослідженні функціональних моделей організаційно - економічних і виробничо - технічних систем. розробка ризик - орієнтованих моделей і методів аналізу даних моніторингу просторово - розподілених динамічних процесів (номер державної реєстрації 0116u005719) – керівник. розробка моделей та методів ризик - орієнтованої підтримки прийняття рішень в умовах швидкоплинних просторово - розподілених процесів руйнівного характеру (номер державної реєстрації 0116u005720) – керівник. моделювання процесів координаційного керування і прийняття рішень в умовах виникнення надзвичайних ситуацій природного характеру (номер державної реєстрації № 0117u007290) – керівник. Включений до переліку фахових видань україни, а також проіндексований у наукометричних базах даних, цифрових архівах і бібліотеках з безкоштовним on - line доступом. Матеріали vii всеукраїнської науково - практичної конференції студентів, аспірантів та молодих вчених з автоматичного управління (херсон, 10 - 12 квітня 2019 р.