Троицкий Д. И. Интернет-технологии. Лекция 15.

Троицкий Д. И. Интернет-технологии. Лекция 15. 1 Распределенные вычисления в Интернет Лекция 15 Кафедра «Автоматизированные станочные системы» Dept. of Automated Manufacturing Systems

Троицкий Д. И. Интернет-технологии. Лекция 15. 2 Режимы исполнения программ многозадачный режим (режим разделения времени); параллельное выполнение; распределенные вычисления. Распределённые вычисления ( distributed computing , grid computing , volunteer computing) — способ решения трудоёмких вычислительных задач с использованием двух и более компьютеров, объединённых в сеть

Троицкий Д. И. Интернет-технологии. Лекция 15. 3 Grid Computing Совместное использование вычислительных ресурсов в рамках динамической «виртуальной организации» Пользователи ( клиентские приложения ) получают доступ к вычислительным ресурсам ( процессоры, память, данные, программы ) по мере необходимости и независимо от физического местонахождения таких ресурсов «Grid» объединяет вычислительные ресурсы ( ПК, рабочие станции, серверы, хранилища данных ) и предоставляет механизм доступа к ним.

Троицкий Д. И. Интернет-технологии. Лекция 15. 4 Структура Grid WSFR — симбиоз с Web Участники взаимодействия получают полный контроль над ресурсами Не P 2 P платформа — виртуализация ресурсов. Дополнительная функциональнос ть. Проблемы безопасност и Аутентификация, в т ч серверов Авторизация Конфиденциальность и целостность данных Биллинг, в т ч контента Аудит Строгое выполнение обязательств Распределенная платформа Диспетчеризация, а не распараллеливание Гетерогенность ресурсов Высокая размерность задачи Есть круг задач, которые grid позволяет эффективно решать (с приемлемыми затратами) Отсутствие единого диспетчера (его цель — выполнять задачи VO )Не клиент — серверная платформа OGSA – сервис – агентная архитектура Отсутствие единого центра управления Для отказоустойчивости и приемлемой производительности тиражирование данных и миграция служб или процессов с одного ресурса на др. Виртуализация (доступ не к серверам а к сервисам) Сервисы по требованию (фабрики)

Троицкий Д. И. Интернет-технологии. Лекция 15. 5 Управление Grid-вычислени я ми

Троицкий Д. И. Интернет-технологии. Лекция 15. 6 Развитие Grid- вычислений

Троицкий Д. И. Интернет-технологии. Лекция 15. 7 Последовательный алгоритм 1234 b 1 b 5 b 2 b 3 b 4 a 21 a 31 a 41 a 51 a 52 a 42 a 32 a 43 a 53 a 54 j i

Троицкий Д. И. Интернет-технологии. Лекция 15. 8 Параллельный алгоритм 1234 b 1 b 5 b 2 b 3 b 4 a 21 a 31 a 41 a 51 a 52 a 42 a 32 a 43 a 53 a 54 j i

Троицкий Д. И. Интернет-технологии. Лекция 15. 9 Технологии параллельного программирования Традиционные языки + компиляторы Расширения последовательных языков, спецкомментарии Специальные языки параллельного программирования Библиотеки и интерфейсы для взаимодействия параллельных процессов: MPI, PVM, Linda, Shmem. . . Параллельные предметные библиотеки: SCALAPACK, MKL, FFTW, DFFTpack, PETSc, CRAY Scientific Library. . . Специализированные пакеты и программные комплексы: PC-GAMESS, PRIRODA, GAUSSIAN…

Троицкий Д. И. Интернет-технологии. Лекция 15. 10 Статический анализ структуры программ Это можно исполнять параллельно

Троицкий Д. И. Интернет-технологии. Лекция 15. 11 Статический анализ структуры программ А это — только последовательно

Троицкий Д. И. Интернет-технологии. Лекция 15.

Троицкий Д. И. Интернет-технологии. Лекция 15. 13 Динамический анализ структуры программ

Троицкий Д. И. Интернет-технологии. Лекция 15. 14 Распределенный рендеринг Технология mental ray – распределенная визуализация

Троицкий Д. И. Интернет-технологии. Лекция 15. 15 Распределенные вычисления в Matlab

Троицкий Д. И. Интернет-технологии. Лекция 15. 16 BOINC = Berkeley Open Infrastructure for Networking Computing Разработан в Space Science Laboratory , университет Беркли. Система распределенных вычислений BOINC Наиболее широко используемое бесплатное решение для метакомпьютинга Проекты SETI@home (поиск внеземного разума), Rosetta@home ( вычисление трехмерной структуры белков ), Eistein@home (поиск гравитационных волн)…

Троицкий Д. И. Интернет-технологии. Лекция 15. 17 БД BOINC Web интерфейс Сервер расписаний Сервер данных Сбор результатов Генератор заданий 1 2 3 4 117 Сервер 5 Структура BOINC Ядро клиента Клиентское приложение 6 8 9 1 0 Клиент

Троицкий Д. И. Интернет-технологии. Лекция 15. 18 Проект SETI@home Радиосигналы, принимаемые крупнейшим наземным радиотелескопом Аресибо, раскладываются в ряды Фурье для выявления повторяющихся фрагментов. В проекте участвуют свыше полумиллиона компьютеров по всему миру. Поиск ведется с 1994 года

Троицкий Д. И. Интернет-технологии. Лекция 15. 19 Проект rosetta@HOME Цель — разработать улучшенную модель внутри- и межмолекулярных взаимодействий и использовать эту модель для предсказания и проектирования макромолекулярных структур и взаимодействий.

Троицкий Д. И. Интернет-технологии. Лекция 15. 20 Проект einste i n @ HOME проект распределённых вычислений по проверке гипотезы Эйнштейна о существовании гравитационных волн. Для того, чтобы проверить эту гипотезу, проводится составление атласа излучаемых звёздами-пульсарами гравитационных волн для всего неба. Данные для анализа поступают с Лазерно-интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории (LIGO). Центр управления LIGO