Программные продукты и системы

Современное развитие информационно-вычислительных и сетевых технологий, ПО и аппаратных средств позволяет организовывать сложные географически распределенные вычислительные системы для поддержки проведения массовых ресурсоемких фундаментальных и прикладных исследований. В частности, в научном сообществе ведутся активные работы по созданию и использованию Грид-систем различного назначения, среди которых важное место отводится вычислительным Грид-системам.

В данной статье представлен опыт, накопленный в Институте динамики систем и теории управления СО РАН (ИДСТУ СО РАН) в области организации высокопроизводительных параллельных и распределенных вычислений.

Одной из разновидностей Грид-систем является интегрированная кластерная система – распределенная вычислительная среда, предназначенная для решения фундаментальных и прикладных вычислительных задач и характеризующаяся следующими особенностями:

- в качестве узлов системы выступают вычислительные кластеры;

- кластеры организуются на базе как выделенных, так и невыделенных вычислительных машин и, следовательно, существенно различаются по степени надежности своих вычислительных ресурсов;

- на разных уровнях интеграции системы существуют различные категории пользователей, в том числе нуждающиеся в высокоуровневых средствах организации вычислительного процесса решения задачи;

- вычислительные кластеры используются пользователями системы совместно с владельцами этих кластеров;

- задание пользователя представляет собой спецификацию процесса решения задач, содержащую информацию о требуемых вычислительных ресурсах, исполняемых прикладных программах, входных/выходных данных, а также другие необходимые сведения;

- множество заданий пользователей рассматривается с точки зрения теории очередей и представляется в виде совокупности потоков заданий с приоритетами;

- поток заданий характеризуется динамичностью, стохастичностью, неоднородностью, отсутствием обратной связи, неординарностью, стационарностью;

- свободных ресурсов системы недостаточно для одновременного обслуживания всех заданий, находящихся в очередях;

- в рамках системы функционируют распределенные проблемно-ориентированные программные комплексы, размещенные в ее узлах;

- в общем случае в системе имеется программно-аппаратная вычислительная избыточность (программа может быть размещена и выполнена в разных узлах системы, а одни и те же вычисления могут производиться с помощью различных программ);

- в системе нет единой политики администрирования вычислительных кластеров, на кластерах применяются различные принципы и механизмы обработки потоков заданий разных типов.

Подробное описание дается в статье «Интегрированная инструментальная среда организации проблемно-ориентированных распределенных вычислений», авторы: Опарин Г.А., Новопашин А.П., Феоктистов А.Г. (Институт динамики систем и теории управления Сибирского отделения РАН, г. Иркутск).