Программирование
<<  Этапы разработки программы Библиотеки и издательства в новой медийной среде  >>
Создание высокоуровневых средств разработки грид-сервисов и интеграции
Создание высокоуровневых средств разработки грид-сервисов и интеграции
Инструментарий IARnet
Инструментарий IARnet
Grid-сервисы
Grid-сервисы
2007
2007
Эволюция Grid
Эволюция Grid
Эволюция Grid
Эволюция Grid
Сервис-ориентированный подход
Сервис-ориентированный подход
Характеристики инструментария IARnet
Характеристики инструментария IARnet
Сетевая архитектура IARnet
Сетевая архитектура IARnet
2008
2008
Служебные сервисы
Служебные сервисы
Информационная служба
Информационная служба
Служба управления сценариями
Служба управления сценариями
Механизм безопасности
Механизм безопасности
Развертывание сервисов в действующей Grid-инфраструктуре
Развертывание сервисов в действующей Grid-инфраструктуре
Испытания созданных программных средств и сервисов
Испытания созданных программных средств и сервисов
Сервис доступа к ресурсам, функционирующим на МВК
Сервис доступа к ресурсам, функционирующим на МВК
Bnb-grid: распределенная инфраструктура для суперкомпьютерных
Bnb-grid: распределенная инфраструктура для суперкомпьютерных
Поиск конформеров с минимальной энергией взаимодействия
Поиск конформеров с минимальной энергией взаимодействия
Лабораторный грид ресурсов Maxima
Лабораторный грид ресурсов Maxima
Патентные исследования
Патентные исследования
Индикаторы программы
Индикаторы программы
Спасибо за внимание
Спасибо за внимание
Программная инфраструктура
Программная инфраструктура
Jlite: интеграция с grid-инфраструктурой
Jlite: интеграция с grid-инфраструктурой
MathCloud
MathCloud
Преимущества MathCloud
Преимущества MathCloud
Примеры сервисов
Примеры сервисов
Приложения
Приложения
Задача оптимального управления: Схема распределенного решения
Задача оптимального управления: Схема распределенного решения
Задачи глобальной оптимизации
Задачи глобальной оптимизации
Особенности методов решения задач ГО
Особенности методов решения задач ГО
Программный комплекс BNB-Grid
Программный комплекс BNB-Grid
Поиск конфигурации молекулярного кластера с минимальной энергией
Поиск конфигурации молекулярного кластера с минимальной энергией
Вычислительный эксперимент
Вычислительный эксперимент
Среда для исследования геометрических свойств оптимальных конфигураций
Среда для исследования геометрических свойств оптимальных конфигураций
Многогранники и геометрическая структура молекулярного кластера
Многогранники и геометрическая структура молекулярного кластера
38
38
39
39
40
40
Большое прикладное значение имеют упаковки, состоящие из неоднородных
Большое прикладное значение имеют упаковки, состоящие из неоднородных
Система Лоренца
Система Лоренца
Траектории, исходящие из двух близких начальных точек
Траектории, исходящие из двух близких начальных точек
Распределенное имитационное моделирование
Распределенное имитационное моделирование
Международные исследовательские проекты по программе EC IST
Международные исследовательские проекты по программе EC IST
Проекты для ESA (Европейское Космическое Агентство)
Проекты для ESA (Европейское Космическое Агентство)
Академические проекты
Академические проекты
Эколого-социально-экономическая имитационная модель
Эколого-социально-экономическая имитационная модель

Презентация: «Создание высокоуровневых средств разработки грид-сервисов и интеграции программных ресурсов в грид-систему для решения научных задач». Автор: . Файл: «Создание высокоуровневых средств разработки грид-сервисов и интеграции программных ресурсов в грид-систему для решения научных задач.ppt». Размер zip-архива: 4220 КБ.

Создание высокоуровневых средств разработки грид-сервисов и интеграции программных ресурсов в грид-систему для решения научных задач

содержание презентации «Создание высокоуровневых средств разработки грид-сервисов и интеграции программных ресурсов в грид-систему для решения научных задач.ppt»
СлайдТекст
1 Создание высокоуровневых средств разработки грид-сервисов и интеграции

Создание высокоуровневых средств разработки грид-сервисов и интеграции

программных ресурсов в грид-систему для решения научных задач

А.П. Афанасьев Центр Грид-технологий и распределенных вычислений Институт системного анализа РАН

1

2 Инструментарий IARnet

Инструментарий IARnet

Программный инструментарий для интеграции информационно-алгоритмических ресурсов в глобальной сети при решении прикладных задач Ориентирован на решение задач, допускающих многоуровневую декомпозицию на несколько типовых подзадач с хорошей программно-алгоритмической проработкой Реализует высокоуровневую модель программирования, доступную широкому кругу прикладных программистов

2

3 Grid-сервисы

Grid-сервисы

Прикладные сервисы

MATLAB

Maxima

BNB-Grid

Служебные сервисы

Регистрация и поиск сервисов

Композиция сервисов

Запуск вычислений на МВК

3

4 2007

2007

Анализ современных технологий построения распределенных вычислительных сред Архитектура унифицированного программного инструментария, обеспечивающего интеграцию информационно-алгоритмических ресурсов на принципах сервис-ориентированной архитектуры грид-вычислений Реализация базовых компонентов инструментария Средства разработки сервисов Среды развертывания сервисов Средства разработки приложений

4

5 Эволюция Grid

Эволюция Grid

Первое поколение Доступ к высокопроизводительным вычислительных ресурсам Интерфейс batch-системы Ресурсы предоставляются крупными Grid-сайтами Пользователи не имеют возможности использовать чужие наработки Необходимая основа для второго поколения Grid

6 Эволюция Grid

Эволюция Grid

Первое поколение Доступ к высокопроизводительным вычислительных ресурсам Интерфейс batch-системы Ресурсы предоставляются крупными Grid-сайтами Пользователи не имеют возможности использовать чужие наработки Необходимая основа для второго поколения Grid

Второе поколение Доступ к высокоуровневым сервисам для решения определенных задач Web-интерфейсы, порталы Сервисы создаются пользователями Grid Пользователи могут объединять чужие сервисы в новые сервисы Сервисы используют вычислительные ресурсы Grid

7 Сервис-ориентированный подход

Сервис-ориентированный подход

Виртуализация ресурсов в виде удаленно доступных сервисов, снабженных метаданными и обнаруживаемых через специальные сервисы поиска IARnet Средства быстрого создания сервисов API для создания приложений, использующих сервисы Регистрация и поиск сервисов Композиция сервисов на основе workflow-технологий

7

8 Характеристики инструментария IARnet

Характеристики инструментария IARnet

Языки программирования Java и C++ для разработки сервисов Java для разработки клиентских приложений Типы данных Примитивные, массивы, коллекции (List, Set, Map) Независимость от промежуточного ПО Реализации транспортного уровня для CORBA, SOAP и Ice Асинхронные вызовы Службы Информационная служба - регистрация и поиск сервисов Служба управления сценариями – описание и выполнение распределенных вычислительных процессов (workflows)

8

9 Сетевая архитектура IARnet

Сетевая архитектура IARnet

9

10 2008

2008

Реализация служебных сервисов Механизм обеспечения безопасности Развертывание сервисов в действующей Grid-инфраструктуре Испытания созданных программных средств и сервисов Патентные исследования

10

11 Служебные сервисы

Служебные сервисы

Информационная служба Служба управления сценариями Сервис доступа к ресурсам, функционирующим на МВК

11

12 Информационная служба

Информационная служба

Публикация описаний ресурсов и типов ресурсов Использование технологий Semantic Web Спецификация модели метаданных в виде онтологии на языке OWL Формат представления метаданных - Resource Description Framework (RDF) Поддержка информационных запросов на языке SPARQL

12

13 Служба управления сценариями

Служба управления сценариями

13

14 Механизм безопасности

Механизм безопасности

Стандартные технологии и спецификации, применяемые в Grid Криптография с открытым ключом Цифровые сертификаты (стандарты PKI, X.509) Протоколы SSL/TLS Реализация на основе ППО Ice Клиенты и контейнеры сервисов IARnet могут быть снабжены цифровыми сертификатами Конфиденциальность и целостность передаваемых по сети данных Взаимная аутентификация сторон

14

15 Развертывание сервисов в действующей Grid-инфраструктуре

Развертывание сервисов в действующей Grid-инфраструктуре

Совместимость с Grid реализована на уровне механизма безопасности Сервис IARnet может авторизовать клиентов, снабженных сертификатами пользователей Grid Пример Сервис доступа к пакету символьных вычислений Maxima Принимает запросы от клиентов с сертификатами пользователей RDIG (Russian Data Intensive Grid)

15

16 Испытания созданных программных средств и сервисов

Испытания созданных программных средств и сервисов

Испытания реализаций сетевого уровня IARnet на основе ППО CORBA, Ice и Web-сервисов Проверка масштабируемости информационной службы и службы управления сценариями IARnet Проверка совместимости с ППО действующей грид-системы Проверка надежности работы в течение длительного времени Проверка непрерывной доступности сервисов

16

17 Сервис доступа к ресурсам, функционирующим на МВК

Сервис доступа к ресурсам, функционирующим на МВК

Программный комплекс BNB-Grid

17

18 Bnb-grid: распределенная инфраструктура для суперкомпьютерных

Bnb-grid: распределенная инфраструктура для суперкомпьютерных

приложений в области конечномерной оптмизации

Позволяет: проводить расчеты на разнородных, географически удаленных суперкомпьютерных ресурсах; решать различные задачи оптимизации точными и эвристическим методами; проводить расчеты в течение длительного времени с контрольными точками и устойчивостью к сбоям.

Internet

18

19 Поиск конформеров с минимальной энергией взаимодействия

Поиск конформеров с минимальной энергией взаимодействия

Визуализация

Мсц ран

Иса ран

BNB GRID

Вц ран

Исп ран

19

20 Лабораторный грид ресурсов Maxima

Лабораторный грид ресурсов Maxima

20

21 Патентные исследования

Патентные исследования

Инструментарий IARnet не подпадает под действия недавно поданных патентов, а также не нарушает требований лицензионной и патентной чистоты используемых компонент и библиотек

21

22 Индикаторы программы

Индикаторы программы

Число завершенных НИР – 1 Число публикаций – 5 Число патентов – 1 (свидетельство о регистрации программы для ЭВМ) Число диссертаций – 1 Участие в выставках и дипломы Перспективные технологии XXI века (30.09-03.10 2008) Softool (30.09-03.10 2008)

22

23 Спасибо за внимание

Спасибо за внимание

23

24 Программная инфраструктура

Программная инфраструктура

24

25 Jlite: интеграция с grid-инфраструктурой

Jlite: интеграция с grid-инфраструктурой

Простой программный интерфейс для запуска вычислительных заданий в Grid на основе ПО gLite Реализация на Java с поддержкой различных операционных систем Не требуется установка ПО gLite

25

26 MathCloud

MathCloud

Сетевая среда для математиков Состоит из независимо существующих в Интернете математических сервисов Предоставляет удаленный доступ к математическим ресурсам Позволяет объединять различные сервисы для решения математических задач Использует сервис-ориентированный подход, Web-технологии и модель REST

26

27 Преимущества MathCloud

Преимущества MathCloud

Использование программ без их установки Простая возможность объединения различных существующих математических пакетов Возможность включения в среду программ, написанных пользователем Публикация результатов своей работы: как различных математических конструкций, так и специализированных программ Возможность предоставлять гибкий доступ к своим программам, в частности, в формате аренды приложений Интеграция с существующими в Интернете математическими ресурсами

27

28 Примеры сервисов

Примеры сервисов

Генерация и визуализация многогранников с заданными свойствами Плотнейшая упаковка пространства Построение разбиения Вороного

28

29 Приложения

Приложения

Задачи, декомпозируемые на несколько типовых подзадач с хорошей программно-алгоритмической проработкой (существуют соотв. ресурсы) В общем случае, различные виды подзадач Требуется Координация ресурсов Интерактивное управление процессом вычислений Примеры Интеграция математических ресурсов (совместно с МИ РАН) Распределенное имитационное моделирование (совместно с ВЦ РАН) Геоинформационные приложения (программа “Электронная Земля”) Решение задач конечномерной оптимизации

29

30 Задача оптимального управления: Схема распределенного решения

Задача оптимального управления: Схема распределенного решения

30

31 Задачи глобальной оптимизации

Задачи глобальной оптимизации

Основные типы: - непрерывная оптимизация; - дискретная оптимизация; - смешанные задачи.

Возможные постановки (для непрерывных задач): - найти глобальный минимум, - найти все локальные минимумы, - найти все стационарные точки.

31

32 Особенности методов решения задач ГО

Особенности методов решения задач ГО

Много общего в методах решения для различных задач оптимизации Высокая трудоемкость Декомпозиционная структура методов решения Необходимость разработки универсальных программных решений, обеспечивающих высокую производительность

32

33 Программный комплекс BNB-Grid

Программный комплекс BNB-Grid

33

34 Поиск конфигурации молекулярного кластера с минимальной энергией

Поиск конфигурации молекулярного кластера с минимальной энергией

взаимодействия

34

35 Вычислительный эксперимент

Вычислительный эксперимент

35

Число процессоров, задействованных в вычислениях, изменялось в процессе расчетов, т.к. компоненты, запущенные на МВК с пакетной обработкой работали периодически завершались и запускались вновь.

36 Среда для исследования геометрических свойств оптимальных конфигураций

Среда для исследования геометрических свойств оптимальных конфигураций

атомов

Возможность удобного ввода исходных данных задачи поиск конфигурации молекулы с минимальной энергией интерактивное исследования полученной конфигурации, внесение изменений в ее структуру с последующим применением численных методов для анализа полученной конфигурации, и ее деформации с целью минимизации энергии взаимодействия.

36

37 Многогранники и геометрическая структура молекулярного кластера

Многогранники и геометрическая структура молекулярного кластера

37

38 38

38

39 39

39

40 40

40

41 Большое прикладное значение имеют упаковки, состоящие из неоднородных

Большое прикладное значение имеют упаковки, состоящие из неоднородных

элементов Плотнейшая упаковка из шаров с разными радиусами

41

42 Система Лоренца

Система Лоренца

42

43 Траектории, исходящие из двух близких начальных точек

Траектории, исходящие из двух близких начальных точек

43

44 Распределенное имитационное моделирование

Распределенное имитационное моделирование

Декомпозиция модели на составные блоки Блоки являются алгоритмическими ресурсами Размещение блоков в распределенной среде Производительность и масштабируемость Несовместимые требования к ресурсам Различные разработчики и владельцы Интеграция блоков модели в рамках имитационного эксперимента

44

45 Международные исследовательские проекты по программе EC IST

Международные исследовательские проекты по программе EC IST

EDISON (European Distributed Interactive Simulation Over Network), 1998-2001, http://cec.to.alespazio.it/EDISON/ Система интеграции различных "отраслевых" имитационных моделей Основное ППО (промежуточное ПО, middleware) - HLA (High Level Architecture). DSE (Distributed System Engineering), 2000-2002, http://cec.to.alespazio.it/DSE/ Система поддержки распределенной работы над проектами, на протяжении всего "жизненного цикла". Основное ППО - CORBA (Common Object Request Broker Arch.). GeneSyS (Generic System Supervision), 2002-2004, http://genesys.sztaki.hu/ Система и стандарт мониторинга состояния аппаратных и программных компонент распределенных вычислительных систем Основное ППО - Web-сервисы. Публикации: Spacecraft Operator Training Using Infrastructure Developed in EDISON Project, Proc. "Sim. Interop. Workshop", Orlando, 2000 Cooperative Environments for Distributed Systems Engineering. The Distributed Systems Environment Report. Lecture Notes in Computer Science, 2236 Springer 2001

46 Проекты для ESA (Европейское Космическое Агентство)

Проекты для ESA (Европейское Космическое Агентство)

46

DIS–RVM (Distributed Interactive Simulation for Rendez-Vous Mission), 1998-2000, www.estec.esa.nl/wmwww/EMM/activities/stds/dis/dis.html Распределенный симулятор процесса причаливания транспортного корабля к международной космической станции Стандарты - DIS (Distributed Interactive Simulation), HLA ADL-FS (Advance Distributive Learning: Feasibility Study for ESA Programmes), 2001, http://www.estec.esa.nl/wmwww/EMM/activities/stds/adl/ Распределенная система обучения наземного персонала по использованию элемента оборудования на европейском модуле "Columbus". Включает упражнения с распределенным симулятором. Стандарты - ADL SCORM (Sharable Content Object Model), CORBA Публикации: "Distributed Interactive Simulation of Rendezvous and Docking with International Space Station". Proc. of the ‘97 Fall Sim. Interop. Workshop, Orlando, Fla, US, 8-12 Sept. 1997. “Remote Intervention in Automatic Onboard GNC Systems”. Proc. of 3rd International Conference on Spacecraft GNC Systems, ESTEC, Noordwijk, The Netherlands, 26-29 November 1996, ESA SP-381 (February 1997). “ATV Proximity Operations Validation and Rehearsal Using Distributed Simulation”. Proc. of AIAA ISS Service Vehicles Conference, Houston, Tx, USA, April 1999. “Distributed Learning with Online Simulations for ISS Payload Training”. 7th International Workshop on Simulation for European Space Programmes, SESP 2002, 12-14 November 2002, ESTEC, Noordwijk, The Netherlands.

47 Академические проекты

Академические проекты

Спроектирована и запущена в эксплуатацию автономная система, обеспечивающая доступ в Интернет для группы институтов РАН. Создана ЛВС ОИТВС РАН http://oivta.isa.ru/ ДИАР В рамках проекта «Информатизация РАН» запущена в эксплуатацию система доступа к удаленным информационно-алгоритмическим ресурсам «ДИАР». http://www.isa.ru/diar; http://uis.isir.ras.ru/win/htm/scientific_activity.html?p=5p6p4 Публикации: WWW-сервер ОИВТА РАН, Информационные технологии и вычислительные системы, № 2, 1999 “Современные технологии построения распределенных программных систем”, Сборник трудов ИСА РАН, М.,: Эдиториал УРСС, 2001.

47

48 Эколого-социально-экономическая имитационная модель

Эколого-социально-экономическая имитационная модель

48

«Создание высокоуровневых средств разработки грид-сервисов и интеграции программных ресурсов в грид-систему для решения научных задач»
http://900igr.net/prezentacija/informatika/sozdanie-vysokourovnevykh-sredstv-razrabotki-grid-servisov-i-integratsii-programmnykh-resursov-v-grid-sistemu-dlja-reshenija-nauchnykh-zadach-69530.html
cсылка на страницу
Урок

Информатика

130 тем
Слайды
900igr.net > Презентации по информатике > Программирование > Создание высокоуровневых средств разработки грид-сервисов и интеграции программных ресурсов в грид-систему для решения научных задач