Введение
1 Методы повышения эффективности использования вычислительных ресурсов для выполнения вычислительных задач 15
1.1 Параллельные вычисления 15
1.2 Распределенные вычисления 17
1.3 Архитектуры программного обеспечения для организации распределенных вычислений 1.3.1 Клиент-сервер 19
1.3.2 Трехуровневая архитектура 20
1.3.3 Сервис-ориентированная архитектура 22
1.3.4 Сравнение архитектур программного обеспечения для организации распределенных вычислений 24
1.4 Технологии создания программного обеспечения для организации распределенных вычислений 25
1.4.1 Сокеты Беркли 25
1.4.2 Удаленный вызов процедур 26
1.4.3 CORBA 27
1.4.4 Java Platform Enterprise Edition 28
1.4.5 Сервисная шина предприятия 29
1.4.6 Windows Communication Foundation 31
1.4.7 Анализ технологий создания программного обеспечения для организации распределенных вычислений 32
1.5 Современные реализации программного обеспечения для организации распределенных вычислений з
1.5.1 BOINC 33
1.5.2 GPU: Global Processor Unit 35
1.5.3 Базис 35
1.6 Выводы 37
2 Модель программной платформы организации распределенных вычислений в локальной сети 40
2.1 Требований к программному комплексу организации распределенных вычислений 40
2.2 Концепция единой вычислительной среды 41
2.3 Способы распределения задач по узлам сети
2.3.1 Алгоритм случайного распределения задач 44
2.3.2 Алгоритм детерминированного распределения задач 45
2.3.3 Алгоритм пульсирующего кольца 47
2.3.4 Адаптивно-оптимальный алгоритм 51
2.4 Функциональная модель платформы единой вычислительной среды 56
2.4.1 Узел А-0 56
2.4.2 Узел А0 57
2.4.3 Узел А1 60
2.4.4 Узел А2 61
2.4.5 Узел А5 62
2.4.6 Узел А52 63
2.4.7 Узел А54 65
2.4.8 Узел А6 66
2.5 Модель протоколов взаимодействия 67
2.5.1 Протокол Узел – Узел 67 2.5.2 Протокол Узел – Пользовательское приложение 69
2.5.3 Протокол Узел – Вычислительный модуль 70
2.6 Структурная модель платформы единой вычислительной среды 70
2.6.1 Общая структура системы 70
2.6.2 Структура диспетчера 73
2.6.3 Структура пользовательского приложения 75
2.6.4 Структура вычислительного модуля 76
2.7 Выводы 77
3 Проект программной платформы единой вычислительной среды 79
3.1 Проектирование взаимодействия объектов 80
3.1.1 Основные сценарии функционирования 80
3.1.2 Сценарий запроса о выполнении задачи 81
3.1.3 Сценарий выбора узла и отправки задачи 81
3.1.4 Сценарий выполнения вычислительной задачи при помощи модуля
3.1.5 Сценарий возврата результата вычислений пользовательскому приложению 85
3.1.6 Сценарий включения узла в вычислительную среду 87
3.1.7 Сценарий выключения узла 88
3.1.8 Сценарий получения модуля узлом 89
3.1.9 Сценарий поиска узлов в сети 90
3.2 Проектирование структуры компонентов и классов 91
3.2.1 Алгоритм распределения задач по узлам сети 95
3.2.2 Результаты имитационного моделирования алгоритмов распределения задач по узлам сети 98 3.2.3 Поиск узлов в локальной сети 132
3.2.4 Канал взаимодействия пользовательского приложения и диспетчера.. 139
3.3 Выводы 142
4 Исследование прототипа программной платформы единой вычислительной среды 145
4.1 Методы исследования прототипа 145
4.2 Численное интегрирование методом прямоугольников 147
4.3 Определение площади фигуры методом Монте-Карло 148
4.4 Применение медианного фильтра к растровому изображению 150
4.5 Обобщение результатов тестирования 154
4.6 Выводы 155
Заключение 157
Список сокращений и условных обозначений 159
Список литературы 160
