|
Секция Открытых Систем |
||||||
|
|
|
|||||
|
ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ И ЭЛЕКТРОНИКИ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК "Утверждаю"
СВОДНЫЙ ОТЧЕТ
проект ? В0022
Центр коллективного пользования для тестирования, нормативной и методической поддержки суперкомпьютерных вычислений в области открытых систем
Руководитель НИР: главный научный сотрудник ИРЭ РАН,
Москва - 2000 г.
Список исполнителей
От Института радиотехники и электроники РАН:
Гуляев Ю.В. директор , академик Васютович В.В. - начальник отделения Корженевская Е.В., н.с., к.-ф.м.н. Корниенко В.Н., н.с., к.ф.-м.н. Олейников А.Я. - г.н.с., д.т.н., проф. Соколов С.А. - с.н.с.,к.ф.-м.н. Черепенин В.А. - зав.лаб., д.ф.-м.н., проф.
От Центра Информатизации Минобразования РФ:
Ижванов Ю.Л. - первый зам директора ГНИИ ИТТ "Информика" по НИР,
доц., к.т.н.
От Московского института радиотехники, электроники и автоматики:
Евтихиев Н.Н. - Президент, академик Батоврин В.К. - зав. кафедрой, к.т.н., доц. Ковалев С.Н. -доц., к.т.н. Коваленко С.М. - доц., к.т.н. Петров А.Б. - доц., к.т.н.
От Московского физико-технического института:
Бугаев А.С. - академик Балабанов Д.Е. - к.т.н., доцент Горский В.Б. - к.ф.-м.н., доцент Шабунин В.М. - к.ф.-м.н., доцент Игнатьев И.А. - к.ф.-м.н., доцент Скорик В.А. - к.ф.-м.н., доцент Шарапова Т.И. - инженер Хельвас А.В. - ассистент Вайнер А.В. - студент Журминский Д.С. - студент
Реферат
Сводный отчет содержит 91 страницу, 15 рисунков. Ключевые слова: супер-ЭВМ, суперкомпьютер, вычислительная среда супер-ЭВМ, открытые системы, переносимость, интероперабельность, масштабируемость, интерфейсы, стандарт, профиль, информационные системы, Web-серверы, телекоммуникации, поисковые системы, тестирование, дистанционное обучение. Объект исследования : аспекты проблемы открытых информационных систем, связанные с методическим и информационным обеспечением процесса разработки переносимых прикладных программ для вычислительной среды супер-ЭВМ, а также с подготовкой кадров. Цель работы : создание Центра коллективного пользования для тестирования на переносимость разрабатываемых суперкомпьютерных прикладных программ, нормативной и методической поддержки процесса организации вычислительной среды супер-ЭВМ в области открытых систем, а также разработка системы подготовки высококвалифицированных кадров. Методы исследования: в качестве методов исследования используются: - методика построения информационных систем, принципы построения открытых систем, методы функциональной стандартизации; - методика создания компьютерных кластеров; - методика тестирования программного обеспечения на соответствие требованиям переносимости; - методика построения информационно-поисковых систем; - методология подготовки специалистов в области информатики. Полученные результаты: В процессе выполнения Проекта были созданы: - Профиль прикладной среды организации вычислений на супер-ЭВМ, содержащий требования к программно-аппаратным частям супер-ЭВМ и прикладным программам, выполнение которых должно обеспечить минимизацию трудозатрат при межплатформенном переносе пользовательских программ; - Аппаратно-программный комплекс на базе компьютерного кластера; - специализированное программное обеспечение, удовлетворяющее требованиям, содержащимся в Профиле прикладной среды организации вычислений на супер-ЭВМ, и реализующее пакетный режим обработки задач пользователей; - экспериментальный участок телекоммуникационной сети для тестирования и отладки высокопроизводительных приложений на основе АТМ технологии; - программа автоматического тестирования прикладных программ на переносимость в суперкомпьютерной среде; - проблемно-ориентированная поисковая машина по проблеме ИВРНО и система атрибутной и контекстной навигации; - Web-хранилище информации по проблеме ИВРНО; - учебный план и программы учебных курсов для подготовки специалистов в области открытых систем; - электронное учебное пособие для организации подготовки инженерных и научных кадров и повышения квалификации специалистов по направлению "Суперкомпьютерные технологии".
Основные характеристики : - разработанный Профиль прикладной среды организации вычислений на супер-ЭВМ, который является аналогом документа IEEEStd 1003.10-1995 "StandardforInformationTechnology. POSIX-BasedSupercomputingApplicationEnvironmentProfile", отражает особенности состояния суперкомпьютерных вычислений в Российской федерации; - аппаратная часть ядра кластера собрана на двухпроцессорных материнских платах и процессорах IntelP-II; - операционная система ядра кластера - UNIXFreeBSD 4.0; - программное обеспечение разработано с учетом требований переносимости прикладных программ.
Степень внедрения:
- промежуточные результаты работы выставлялись в качестве экспоната на выставке "Прикладные технологии в образовании", докладывались на Всероссийском форуме "Интеллектуальные ресурсы регионов России на рубеже тысячелетий" в рамках II межрегиональной конференции "Интеллектуальные технологии двойного применения" (Ярославль, апрель 2000), на Научно-практической конференции "Эффективность использования НИТ в учебном процессе" ЭНИТ`2000 (Ульяновск, май 2000), Международной научно-методической конференции "Телематика-2000" (С.-П., май-июнь 2000), на научно-технической конференции OpenS`2000 "Открытые системы - технология XXI века" (Москва, июнь 2000), Всероссийской научной конференции "Высокопроизводительные вычисления и их приложения" (Черноголовка, октябрь 2000), Международной научно-технической конференции и Российской научной школе молодых ученых и специалистов "Системные проблемы качества, математического моделирования и информационных технологий" (Сочи, 2000), Научно-техническом совещании "Создание телекоммуникационной среды высокопроизводительных технологий в регионах России: состояние, проблемы" (Уфа, 2000); - Подготовлен проект нормативного документа "Профиль прикладной среды организации вычислений на супер-ЭВМ" - методические материалы доступны по http://opensys.ire.ras.ru; - информация по проблемам ИВРНО доступна по http://www.informika.ru/text/inftech/highcalc/ - апробированы и внедрены в учебный процесс учебные программы трех дисциплин ("Аппаратные средства высокопроизводительных вычислительных систем", "Организация вычислительного процесса в высокопроизводительных системах", "Параллельное программирование в многопроцессорных вычислительных системах"), разработанные в процессе работы над проектом; - утвержден в установленном порядке учебный план по специальности 220100 "Вычислительные машины, комплексы, системы и сети", разработанный в рамках настоящего проекта; - аннотации разработанных учебных программ и учебного плана размещены на сервере Центра открытых систем МИРЭА http://cyber.mirea.ru; - разработано электронное учебное пособие для организации подготовки инженерных и научных кадров и повышения квалификации специалистов по направлению "Суперкомпьютерные технологии"; - результаты НИР были использованы при проводимых на базе ФПК ЦНИТ МИРЭА стажировках научно-педагогических кадров по проблематике суперкомпьютерных вычислений; - ведется подготовка инженерных кадров в объеме 1 учебной группы по специализации "Высокопроизводительные вычислительные системы" направления Классификатора "Информатика и вычислительная техника" специальности 220100 "Вычислительные машины, комплексы, системы и сети".
Область применения : - создание единой среды высокопроизводительных вычислений в Российской федерации и интеграция с зарубежными суперкомпьютерными центрами; - создание прикладных программ для супер-ЭВМ; - система высшего и послевузовского основного и дополнительного образования, система дистанционного образования;
Экономическая эффективность и значимость работы : - экономический эффект от применения принципов открытых систем в области суперкомпьютерных вычислений оценивается в миллиарды рублей; - необходимость внедрения принципов открытых систем в области вычислительных сред супер-ЭВМ, создание объединенной системы, состоящей из сети региональных центров коллективного пользования приведет к появлению новых рабочих мест для высокопрофессиональных инженерных кадров разработчиков и пользователей - поддержка критических технологий федерального уровня. Содержание
Введение 12 1. Нормативная и информационная поддержка. 16 1.1. Краткий обзор суперкомпьютеров и суперкомпьютерных технологий программирования. 17 1.2. Профиль прикладной среды организации вычислений на супер-ЭВМ. 18 1.4. База данных и поисковая система. 26 1.4.2. База данных нормативных документов. 31 2. Научно-методическая поддержка. 32 2.1. Проблема переносимости приложений в вычислительной среде супер-ЭВМ. 32 2.2. Рекомендации по созданию переносимых прикладных программ в среде супер-ЭВМ. 33 2.2.1. Рекомендации общего характера. 34 2.2.2. Переносимые прикладные программы для компьютеров с архитектурой MIMD. 38 3. Учебно-методическая поддержка. 40 3.1. Учебно-методические материалы. 40 3.1.1. Разработка учебного плана и программ дисциплин. 41 3.1.2. Электронное пособие. 43 3.1.3. Подготовка специалистов. 44 3.2. Развитие инфраструктуры высокопроизводительных ресурсов. 44 3.2.1. Основные технические требования к разработке. 45 3.2.2. Выбор технического решения. 45 3.3. Виртуальный лабораторный практикум. 47 3.3.1. Концепция создания виртуальных практикумов. 47 3.3.2. Пример лабораторной работы практикума удаленного доступа. 48 3.3.3. Аппаратно-программная реализация измерительной и управляющей части Интернет-практикума. 49 4. Аппаратно-программный комплекс Центра коллективного пользования. 54 4.1. Базовый комплекс. Ядро кластера. 54 4.1.2. Специализированное программное обеспечение. 59 4.2. Расширение базового комплекса. 64 4.2.1. Вычислительные ресурсы. 64 4.2.2. Телекоммуникационные ресурсы. 66 5. Методика, алгоритм и программа тестирования приложений на переносимость. 70 5.1. Методика тестирования прикладных программ на межплатформенную переносимость. 70 5.2. Алгоритм тестирования. 77 5.3. Программа тестирования. 80 5.3.1. Блок-схема программы. 80 5.3.2. Примеры использования программы тестирования. 84 Заключение. 88 Литература. 90
Перечень сокращений.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
