Вопросы к защите

1. Чему равен достигнутый коэффициент сокращения переборов: К_пер=(N_max-N_нач)/N, где N_max - общее число альтернатив, N_нач - начальное число фактов , N - число новых фактов в базе знаний. Объяснить полученный результат.

2. Какова степень уверенности Решателя: К_увер=(1-N^*_гип/N_max)*100%, где N^*_гип - число гипотез, сгенерированных относительно искомой (последней) функции вбора?

3. К_диал=N_против/N_гип, где N_гип - общее число гипотез, N_против - общее число обнаруженных противоречий в оценках гипотез?

4. Можно ли сказать с учетом результатов п. 1  3, что реализуемая информационная технология позволила активизировать вашу творческую интуицию? Оправдана ли “повышенная дотошность” Решателя?

5. Удалось ли Вам, в конечном счете, обнаружить конкурентоспособные варианты рабочих станций?

Литература.

1. Дзегеленок И.И. Логика поиска проектных решений // Учебное пособие по курсу "Теоретические основы машинного проектирования." М.: Моск. энерг. ин-т, 1984, 64 с.

2. Дзегеленок И.И. Открытые задачи поискового проектирования // Учебное пособие по курсу "Основы инженерного творчества." М.: Моск. энерг. ин-т, 1991, 66 с.

3. Корлякова М.О. Разработка методов и средств приобретения эмпирических знаний в поисковом проектировании вычислительных систем. Автореферат на соискание уч. ст. к.т.н. - М.:МЭИ, 1998г. - 20с.

4. Д. Волков Как оценить рабочую станцию //Открытые системы №2 1994

5. http://www.spec.org

Лабораторная работа №2 Имитационное моделирование пмк-сети

Цель работы: Сравнительный анализ возможных вариантов построения параллельной мультикомпьютерной сети (ПМК-сети) посредством имитационного моделирования.

ПМК-сеть это - взаимодействующие в сети компьютеры, имеющие распределенную память и объединяемые через коммутационную сеть линий связи. Сеть функционирует под управлением распределенной операционной системы. Важной особенностью ПМК-сетей является язык распределенного программирования.

Для оценки качества работы ПМК-сети как на этапе проектирования, так и на этапе эксплуатации необходимо располагать информацией о вычислительных процессах, протекающих в системе, о степени использования вычислительных ресурсов. Такие данные могут быть получены как путем натурного эксперимента, так и путем моделирования. Необходимо также обладать методами, позволяющими на основе этих данных оценивать/анализировать качество функционирования МКС, влиять на него и прогнозировать характеристики функционирования при изменении конфигурации системы, режима обработки задач или рабочей нагрузки (структуры задачи и кратности ее решения). Для реализации таких методов требуется наличие или создание специальных инструментальных средств.

На сегодняшний день существует множество разнообразных методов оценки, исследования и прогнозирования поведения ВС в зависимости от внешних условий. Для этого применяются аналитические методы, натурные исследования, методы моделирования и др. Метод имитационного моделирования – метод исследования, при котором анализируемая ВС заменяется программным аналогом, с которым проводятся эксперименты для получения информации об исследуемой системе. Используя данный метод можно построить модель еще не существующей системы и, исследовав ее, получить данные о поведении системы при определенных внешних условиях.

Краткое описание имитационной модели.

Функционирование имитационной модели ПМК-сети можно представить как взаимодействие следующих процессов (событий) : 1) обработка данных машинами на текущем такте вычислений, 2) передача данных для следующего такта (включает определение готовых к передаче, передачу жезла, как средства синхронизации и управления, сам процесс передачи данных).

Имитационная модель позволяет производить моделирование следующих 3-х типов ПМК-сетей для решения вычислительных задач:

1. Параллельные сети (ПС);

2. Конвейерно-параллельные сети (КПС);

3. Конвейерные сети (КС).

Выбор режима обработки данных оказывает очень важное влияние на выбор конфигурации ПМК-сети и состава аппаратурных средств. Каждый режим имеет свои преимущества, делающие его удобным для решения одних типов задач и непригодным для решения других. РИМ позволяет проводить сравнительный анализ данных типов ПМК-сетей.

Модель сети 1-го типа воспроизводит реализацию крупноблочных распределенных параллельных программ. В данном случае, машины, выделенные для обработки параллельных ветвей задач входного потока, активны на каждом событийном такте вычислений. Для каждой задачи входного потока машины, закончив обработку очередного набора узлов параллельной ветви, обмениваются данными и переходят в обработке следующего набора. Таким образом, каждая задача решается параллельно, в соответствии с заданным графом, а весь набор задач входного потока обрабатывается последовательно: в каждый момент времени в системе ведется обработка параллельных узлов одного яруса задачи.

Для сети 2-го типа характерно, что при решении задачи обработку разных ярусов машины сети могут производить одновременно, т. е., так как за каждым ярусом закреплены свои машины

ПМК-сеть 3-го типа реализует конвейерную обработку данных.

Для всех трех подклассов ПМК-сети в имитационной модели реализованы следующие принципы:

1) распределенная организация вычислений;

2) перестраиваемость связей между машинами;

3) децентрализованное управление доступом к каналу передачи данных;

4) логическое (асинхронное) тактирование параллельных программ.

Использование логического тактирования обеспечивает возможность вести контроль за ходом вычислений, а также упрощение синхронизации параллельных ветвей.

Таким образом, имитационная модель воспроизводит функционирование ПМК-сети на всем интервале времени "решения" параллельной задачи. Функционирование заданной структуры представляется с помощью алгоритма, который с необходимой степенью подробности воспроизводит все события, происходящие в сети.

Представление задачи.

Задача для модели представляется взвешенным ориентированным графом, где дуги указывают направления и объем данных для обменов, а вершины - блоки обработки полученных данных.

Взаимодействие между ветвями параллельной задачи происходит лишь при осуществлении обмена данными. Ветвь параллельной задачи представляет собой совокупность модулей вычислений, каждый из которых завершается обменом информацией с соответствующими модулями других ветвей.

Каждый выделенный фрагмент вычислений (блок обработки данных) как информационно, так и по управлению независим от других фрагментов на всем интервале времени, пока идет обработка данных.

Результаты проведенных вычислений на текущем ярусе используются для вычислений параллельными блоками на следующем по порядку ярусе обработки данных.

На рис. 1.1.а приведен пример исходного представления задачи для моделирования работы ПМК-сети. Вершины графа пронумерованы и соответствуют программным сегментам. Пунктирные ребра графа соответствуют трансляционным передачам данных типа “один - всем”, а обычные ребра - независимым передачам данных. Число, стоящее рядом с каждым ребром, определяет объем передаваемых байт данных. На рис. 1.1.б,в показаны преобразованные графы этой задачи для моделирования работы параллельной и конвейерной сетей соответственно.

При трансляционном обмене осуществляется передача одних и тех же данных одновременно нескольким машинам, соответственно, при нетрансляционном обмене данные от передающей машины посылаются только одной машине.

Преобразование исходного графа для моделирования работы структур ПС и КС происходит автоматически без участия пользователя. Для моделирования КПС используется исходный граф задачи.

Рис. 1.1 Пример представления задачи для разных подклассов ПМК-сети.

Параметры среды обработки (конфигурация вычислительной системы).

1. Тип рабочих станций, на которых решается задача;

2. Тип сетевого оборудования, используемого для подключения рабочих станций;

3. Число каналов связи для передачи данных между машинами.