Distribuovaná výpočetní technika

Distribuované počítání  je způsob řešení časově náročných výpočetních problémů pomocí několika počítačů , nejčastěji kombinovaných do paralelního výpočetního systému . [1] Distribuované výpočty jsou použitelné také v distribuovaných řídicích systémech. [2]

Sekvenční výpočty v distribuovaných systémech jsou prováděny s přihlédnutím k současnému řešení mnoha problémů. Charakteristickým rysem distribuovaných víceprocesorových výpočetních systémů , na rozdíl od lokálních superpočítačů , je možnost neomezeného zvyšování výkonu díky škálování. [2] :550 Volně propojené, heterogenní výpočetní systémy s vysokým stupněm distribuce se rozlišují na samostatnou třídu distribuovaných systémů - grid .

Historie

Práce na distribuovaných výpočtech s velmi aplikovaným účelem - pro vojenské účely, konkrétně automatizace tajné komunikace a zpracování zpravodajských informací, se ve Spojených státech intenzivně provádějí od 60. let 20. století . Vývoj distribuovaných výpočetních technologií a vytvoření distribuovaných informačních systémů ve Spojených státech amerických na příkaz Agentury pro výzkumné projekty v oblasti obrany USA , typy ozbrojených sil a služeb (agentur) ve struktuře Ministerstva obrany USA byly realizovány výzkumné jednotky firem a univerzit: [3]

V rámci probíhajícího základního výzkumu , výzkumu a vývoje byly vyvinuty odpovídající softwarové a hardwarové systémy pro již existující nízkoúrovňové (strojově orientované) programovací jazyky , speciální software s kryptografickou ochranou atd. [3]

V roce 1973 John Schoch a John Hupp z kalifornského výzkumného centra Xerox PARC napsali program, který by se v noci přihlásil do sítě PARC LAN a přinutil běžící počítače provádět výpočty [4] .

V roce 1977 byl na NETI (NSTU, Novosibirsk), na katedře počítačového inženýrství, pod vedením V. I. Žiratkova vyvinut distribuovaný výpočetní systém ze tří počítačů „Minsk-32“ s originálním hardwarem a softwarem, který podporuje protokoly fyzické, kanálové a síťové úrovně a zajištění provádění paralelních úloh. Jeden stroj byl ve Výpočetním centru Novosibirské státní technické univerzity a další dva byly ve Výpočetním centru Ústavu matematiky Sibiřské pobočky Ruské akademie věd. Komunikace mezi NSTU a Ústavem matematiky Sibiřské pobočky Ruské akademie věd byla zajištěna prostřednictvím rádiového kanálu pomocí směrových antén. Systém byl testován při řešení optimalizačních problémů v oblasti ekonomiky pomocí velkoblokové paralelizace.

V roce 1978 sovětský matematik Viktor Glushkov pracoval na problému makro -zřetězeného distribuovaného počítání. Navrhl řadu principů pro rozdělení práce mezi zpracovatele . [2] :320 Na základě těchto principů vyvinul počítač ES-2701 .

V roce 1988 Arjen Lenstra a Mark Menes napsali program na rozklad dlouhých čísel. Pro urychlení procesu mohl být program spuštěn na několika strojích, z nichž každý zpracovával svůj vlastní malý fragment. [4] .

V roce 1994 David Gidi navrhl myšlenku zorganizovat masivní distribuovaný výpočetní projekt, který využívá dobrovolné počítače (tzv. dobrovolné výpočty ) - SETI@Home [5] . Vědecký plán projektu, který vyvinuli David Gidi a Craig Kasnoff ze Seattlu, byl představen na páté mezinárodní konferenci o bioastronomii v červenci 1996 [6] .

V lednu 1996 začal projekt GIMPS na hledání Mersennových prvočísel , který také používal počítače běžných uživatelů jako dobrovolnou výpočetní síť.

28. ledna 1997 byla zahájena soutěž RSA Data Security, která měla vyřešit problém hackingu jednoduchým výčtem 56bitového informačního šifrovacího klíče RC5 . Díky dobré technické a organizační přípravě se projekt organizovaný neziskovou komunitou Distributed.net rychle dostal do povědomí široké veřejnosti [4] .

17. května 1999 odstartoval SETI@home na bázi Gridu a počátkem roku 2002 byl dokončen vývoj otevřené platformy BOINC (Berkeley Open Infrastructure for Network Computing) na University of California v Berkeley, vyvíjené od dubna 2000. , původně pro SETI@Home , ale prvním na platformě BOINC se stal projekt Predictor@home spuštěný 9. června 2004.

Správa počítačových úloh

Problém distribuce různých výpočetních úloh v rámci distribuovaného systému odkazuje na problém rozhodování za nejistoty . Tento problém je zvažován v teorii rozhodování a v teorii nejistoty .

Distribuované operační systémy

Distribuovaný operační systém dynamickým a automatickým přidělováním práce různým strojům v systému ke zpracování nutí sadu síťových strojů zpracovávat informace paralelně. Uživatel distribuovaného OS, obecně řečeno, nezná stroj, na kterém je vykonávána jeho práce. [jeden]

Distribuovaný OS existuje jako jeden operační systém napříč počítačovým systémem. Každý počítač v síti s distribuovaným OS vykonává část funkcí tohoto globálního OS. Distribuovaný OS sjednocuje všechny počítače v síti v tom smyslu, že vzájemně úzce spolupracují, aby efektivně využívaly všechny zdroje počítačové sítě.

V důsledku toho lze na síťový OS nahlížet jako na soubor operačních systémů jednotlivých počítačů, které tvoří síť. Různé počítače v síti mohou provozovat stejné nebo různé operační systémy. Všechny počítače v síti mohou například používat stejný operační systém UNIX . Realističtější možností je síť s různými operačními systémy, například některé počítače používají UNIX, některé NetWare a zbytek Windows NT a Windows 98 . Všechny tyto operační systémy fungují nezávisle na sobě v tom smyslu, že každý z nich samostatně rozhoduje o vytváření a ukončování vlastních procesů a řízení místních zdrojů. Ale v každém případě musí operační systémy počítačů pracujících v síti obsahovat vzájemně dohodnutou sadu komunikačních protokolů pro organizaci interakce procesů běžících na různých počítačích v síti a sdílení zdrojů těchto počítačů mezi uživateli sítě.

Pokud operační systém jednoho počítače umožňuje pracovat v síti a může sdílet své zdroje a / nebo využívat zdroje jiných počítačů v síti, pak se takový operační systém jednoho počítače také nazývá síťový OS.

Termín „síťový operační systém“ se tedy používá ve dvou významech: jako soubor OS všech počítačů v síti a jako operační systém jednoho počítače, který může pracovat v síti. Z této definice vyplývá, že takové operační systémy, jako jsou například Windows NT, NetWare, Solaris, HP-UX, jsou síťové operační systémy, protože všechny mají prostředky, které umožňují jejich uživatelům pracovat v síti.

Viz také

Poznámky

  1. ↑ 1 2 Andrew Tanenbaum , Martin van Steen. distribuované systémy. Principy a paradigmata = Andrew S. Tanenbaum, Maarten van Steen. "Distribuované systémy. Principy a paradigmata". - Petrohrad: Piter, 2003. - 877 s. — (Klasika informatiky). - ISBN 5-272-00053-6 .
  2. ↑ 1 2 3 Slovník kybernetiky / Edited by akademik V. S. Mikhalevich . - 2. - Kyjev: Hlavní vydání Ukrajinské sovětské encyklopedie pojmenované po M. P. Bazhanovi, 1989. - 751 s. - (C48). — 50 000 výtisků.  - ISBN 5-88500-008-5 .
  3. ↑ 12 Vyjádření Dr. Stephen J. Lukasik, ředitel Agentury pro pokročilé výzkumné projekty . / Ministerstvo obrany Dotace na fiskální rok 1972. - 30. dubna 1971. - S. 736-737 - 1090 s.
  4. ↑ 1 2 3 Se světem na provázku: Superpočítač "Časopis Popular Mechanics" Datum přístupu: 10. června 2011. Archivováno 29. prosince 2009.
  5. ↑ Počítač ve službách vědy – rozhovor s ředitelem SETI@Home a BOINC Davidem P. Andersonem archivováno 30. 8. 2011.
  6. ↑ Ilyin Yu. SETI pro mimozemskou inteligenci: 24 hodin při hledání \\[[MEMBRANA]], 12. března 2003 (nepřístupný odkaz) . Získáno 30. srpna 2011. Archivováno z originálu dne 7. října 2011. 
  Přejděte na položku Wikidata  Slovníky a encyklopedie
 Software pro distribuované a paralelní výpočty
Standardy, knihovny
Monitorovací software
Ovládací software