Введение
Глава 1. Анализ современных методов и средств повышения производительности операций поиска данных в распределенных системах хранения 11
1.1 Классификация современных систем хранения и поиска данных 11
1.1.1 Программные решения для высокопроизводительного поиска и хранения данных 14
1.1.2 Программно-аппаратные решения для высокопроизводительного поиска и хранения данных 28
1.2 Классификация современных гибридных вычислительных систем 30
1.2.2 Классификация современных ГВС по назначению 32
1.2.3 Классификация современных ГВС по типу сопроцессора 33
1.2.4 Классификация современных ГВС по виду взаимодействия между сопроцессорами. 37
1.3 Современные подходы к применению гибридных суперкомпьютерных технологий в задачах
поиска и защиты данных 40
1.3.1 Вычислительные алгоритмы для гибридных систем 40
1.3.2 Алгоритмы криптографической защиты информации и особенности их реализации для ГВС 42
1.3.3 Алгоритмы поиска в структурах данных, поддерживающих параллельные операции 44
1.3.4 Алгоритмы сжатия данных 47
1.4 Выводы 49
Глава 2. Разработка методов повышения производительности операций поиска данных в высокопроизводительных гибридных системах 50
2.1 Структура и принцип работы современных ВСПиХД 51
2.2 Построение модели современных ВСПиХД в виде СеМО 56
2.3 Математическое описание характеристик ВСПиХД на основе модели СеМО 67
2.4 Повышение производительности ВСПиХД за счет уменьшения интенсивности потока поступающих в СеМО заявок 74
2.5 Повышение производительности защищенной ВСПиХД за счет уменьшения времени обработки заявок 78
2.6 Создание статической модели ВСПиХД 85
2.7 Создание динамической модели ВСПиХД 89
2.8 Выводы 93
Глава 3. Создание высокопроизводительных средств поиска и защищенного хранения данных на основе разработанных методов 94
3.1 Архитектура прототипа ВСПиХД 94
3.2 Протокол взаимодействия с ВСПиХД 97
3.3 Структуры данных, используемые прототипом ВСПиХД 100
3.4 Технологии и инструментальные средства разработки
3.4.1 Технологии сетевого взаимодействия 103
3.4.2 Инструментальные средства разработки CUDA-модулей 107
3.5 Реализация программного кода прототипа ВСПиХД 109
3.5.1 Реализация сетевого взаимодействия 109
3.5.2 Реализация алгоритмов шифрования 111
3.5.3 Реализация стохастического бинарного дерева 116
3.5.4 Реализация модифицированного фильтра Блума 118
3.5.5 Реализация внутреннего протокола работы прототипа
3.6 Процесс сборки и запуска прототипа ВСПиХД 120
3.7 Тестирование и отладка прототипа ВСПиХД 122
3.8 Выводы 127
Глава 4. Исследование эффективности методов и средств повышения производительности поиска данных в гибридных высокопроизводительных системах 128
4.1 Критерии эффективности ВСПиХД 128
4.2 Методика оценки результатов 131
4.3 Оценка количества экспериментов 135
4.4 Проведение экспериментальных исследований
4.4.1 Конфигурация и настройка стенда для проведения экспериментальных исследований 138
4.4.2 Методика проведения экспериментов 144
4.4.3 Выполнение экспериментальных исследований 149
4.5 Оценка результатов экспериментальных исследований 155
4.5.1 Оценка адекватности модели 156
4.5.2 Анализ результатов экспериментов 161
4.6 Выводы 168
Заключение 169
Список использованной литературы 172
Список терминов и сокращений 182
