Анотація до роботи:
Растгу Садег. Методи та засоби підвищення ефективності обчислювань у кластерних системах з мультиядерною архітектурою. – Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.05 – Комп’ютерні системи та компоненти. – Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут”, Київ, 2009. Дисертація присвячена організації обчислювальних процесів у кластерних системах з мультиядерною архітектурою. У дисертаційній роботі виконано аналіз структурної організації сучасних КСМА і особливостей організації обчислювальних процесів в таких системах. КСМА представляє собою складну систему з двома рівнями паралельної обробки інформації (між вузлами і всередині вузла) і тому організація обчислювальних процесів потребує попереднього аналізу системи. Такий аналіз можливий на основі побудови математичної моделі обчислень, яка відображає особливості структурної організації КСМА і створює основи для проектування процесів, їх аналізу, організації взаємодії процесів та наступної реалізації. Для реалізації таких моделей в роботі була використана теорія послідовних взаємодіючих процесів Ч.Хоара (CSP теорія), яка дозволила представити КСМА як набір об’єктів, які виконуються паралельно і взаємодіють. Для кожного рівня КСМА запропоновано математичні моделі обчислень (моделі КСМА1 і КСМА2), які дозволили описати особливості організації процесів на рівні вузлів і в середині вузлів. Основна увага при цьому приділена організації взаємодії процесів. Запропоновано удосконалення CSP теорії шляхом запровадження об’єктів комунікації і синхронізації, які дозволяють описати різні форми взаємодії процесів, що мають місце у КСМА. На підставі запропонованих моделей розглянуто можливість аналізу коректності взаємодії процесів на виникнення тупикових ситуацій. Визначені правила запобігання тупикових ситуацій при використанні моделей, які базуються на спільних змінних і посиланні повідомлень. Показано можливість реалізації запропонованих об’єктів синхронізації і комунікації в сучасних мовах і бібліотеках паралельного програмування. В роботі також показано, що запропоновані моделі обчислень можуть бути використані для розробки програмних компонент для КСМА і дозволяють скоротити час проектування та підняти якість програм за рахунок попереднього аналізу коректності та оптимізації взаємодії процесів в моделях обчислень. Практична реалізація запропонованих методів і засобів організації обчислювальних процесів виконана шляхом розробки реальної КСМА і пакету програм для неї. Експериментальні дослідження показали можливість покращення організації обчислень в КСМА за рахунок вибору оптимальних засобів взаємодії процесів, їх аналізу і спрощеної реалізації. |