Makogon Wolodymyr Mykolajovych

Fakultät: Informatik und Technik
Fachrichtung: System Programmierung

Supervisor: Svjatniyj V.A.

Zusammenfassung zur Abschlussarbeit

Organisation von Dialog Subsystem der verteilten parallelen Simulationsumgebung

Derzeit ist die Komplexität der Aufgaben, die vor alle Bereiche von Wissenschaft und Technologie erscheint, erhöht sich. Sehr oft muss man die Modelle der komplexe dynamische Systeme (KDS) verwenden, um die beste Lösung zu erhalten, oder zu simulieren Situationen, wenn das System kaputt. Es gibt solche komplexe dynamische Systeme: technologische Systeme, Transferstraßen, automatisierten technischen Anlagen, Kraftwerke, thermodynamische Installation der Pipeline-Netz, etc.

Die Anwendung der Parallelisierung bei der Lösung von KDS eröffnet völlig neue Möglichkeiten. Allerdings hat dieser Ansatz eine zusätzliche Komplikation:
1) Das Hauptproblem der parallelen Simulation von KDS - die Konstruktion von verteilten parallelen Simulationsumgebungen (VPSU), die allen festgelegten Anforderungen verantworten, haben Schnittstelle für eine effiziente Interaktion mit dem Benutzer-freundlich für den Anwender. User-Domain-Experte auf jeden Fall soll nicht von den Aufgaben seiner Domain sich abgelenkt werden, und tauchen in die Problemen von Software und Hardware-Architektur der VPSU.
2) Notwendigkeit in der leistungsfähige IT-Ressourcen. So, hängt das Tempo der wissenschaftlichen und technologischen Fortschritt von der Ebene der Entwicklung von Computer-Technologie ab.

Wie habe ich erfahren, ist die Organisation von freundschaftlichen Dialog zwischen dem Benutzer, Domain-Experte und Ressourcen der VPSU eine ziemliche ernste Problem. Schnittstellen von solchen Projekten wie Segl (Projekt des HLRS der Universität Stuttgart), DEISA und viele andere, sind nicht benutzerfreundlich. Benutzerfreundlichkeit bedeutet, dass die Domain-Experten können vollständig auf seine Aufgabe sich konzentrieren und nützen die deutliche Begriffe (Begriffe seiner Domain. In diesem Fall muss hochintelligent User-Support in allen Phasen seines Schaffens werden. Jeff Raskin (der Gründer des Projekts Apple "Mac" und einer der Top-Experten für User-Interfaces) hat über Die Bedeutung der Schnittstelle Qualität der Software in seinem Buch "Interface: Neue Wege in der Gestaltung von Computersystemen“ geschrieben:" Wenn die persönliche Interaktion mit einem System nicht für den Anwender einfach und bequem ist, wird dieser Nachteil einen negativen Einfluss auf die Qualität des gesamten Systems haben, egal wie gut sie in anderen Teilen ist "[10]. So, ist die Wahrnehmung der VPSU als Dialog Benutzer und Entwickler der Modellen (Domain-Experte) mit Ressourcen der VPSU, die theoretischen Grundlagen und die Entwicklung effektiver unterstützen, den Dialog auf allen Stufen der Konstruktion und Anwendung unterschiedlicher Modelle dynamischer Systeme eine neue und sehr wichtige Aufgabe.

1. Masyuk A.L. Dialog Subsystem von parallel Modellierungsumgebung, die an Grubenbewetterungen Netzwerke sich orientiert. / A.L. Masyuk. / / Wissenschaftliche Arbeiten der Nationalen Technischen Universität Donezk. Heft 70. Serie: - Donezk: Nationale Technische Universität Donezk, 2003.
Auf lokaler Ebene sind wenige Arbeiten über dem Zugang zu den parallelen Simulation Umgebungen. Masyuk A.L. hat die vollständigste Dialog Subsystem betrachtet. In seiner Arbeit begründet er die Auswahl des Teilsystems des Dialogs als eine separate Einheit des Systems Modellierungsumgebung. Viele theoretische und praktische Ergebnisse von Masyuk A.L. kann man als Grundlage für die weitere Forschung und Verbesserung der interaktiven Domain-Experte mit der Problem-orientierte Modellierung Umgebungen verwenden.

2. Master der DonNTU Brakhnow P.G.
Dieses Problem wurde auch mit Brakhnow P.G. betrachtet. Thema des Master-Arbeit: "Parallele Simulation des System-Management von Netzwerk-dynamisches Objekt mit konzentrierten Parametern", 2008. http://www.masters.donntu.ru/2008/fvti/brakhnov/diss/index.htm.
Brakhnow P.G. hat die folgenden wissenschaftlichen Ergebnisse empfangen:

• Definierte Subsystem Dialog (PD) als System-Einheit POMU, die Anforderungen an PD [11];
• Die funktionale und algorithmische Struktur der PD POMU-orientierte Implementierung eines MIMD-Systeme [11];
• Die funktionale und algorithmische Struktur der PD POMS für interaktive Unterstützung [11];
• Die theoretische Analyse und Entwicklung einer Technik der DS POMU [11];
• Eine Grafik-Design DS POMU [11];

DEISA (Distributed European Infrastructure for Supercomputing Applications) – ein Projekt, der Supercomputern der Europäischen Union vereint. DEISA Projekt unterstützt die europäische Forschunge. In einem verteilten Netzwerk von Supercomputern sind elf Supercomputern aus sieben europäischen Ländern [12]:

• Max Planck Gesellschaft, Deutschland;
• Bavarian Academy of Sciences and Humanities, Deutschland;
• Barcelona Supercomputing Center, Spanien;
• CINECA, Italien;
• CSC, Scientific Computing Ltd, Finnland;
• European Centre for Medium-Range Weather Forecasts, UK;
• Julich Research Centre, Germany;
• Institut du Developpement et des Ressources en Informatique Scientifique (CNRS), Frankreich;
• Stichting Academisch Rekencentrum Amsterdam, Niederlande;
• Edinburgh Parallel Computing Centre, UK;
• High Performance Computing Center Stuttgart (HLRS), University of Stuttgart, Deutschland;

DEISA-Infrastruktur verbindet sich mit High-Speed (10 Mbps) Netzwerkverbindung [12]. Mehr Informationen über das Projekt DEISA auf der offiziellen Website http://www.deisa.eu/ gefunden werden kann .

DIANA (Dynamic simulation and numerical analysis tool) – Simulations Umwelt, für die numerische Analyse von Problemen der chemischen Technik und Systembiologie. Die wichtigsten Komponenten des Systems DIANA: eine objektorientierte Modelle, numerische Kernel und Verwendung einer Skriptsprache Python als mächtige CLI. Die Modelle sind mit dem Tool erstellt ProMot (Process Modeling Tool, das die offizielle Website http://www.mpi-magdeburg.mpg.de/projects/promot). Mehr Informationen über das Projekt DIANA kann man auf der offiziellen Website http://www.mpi-magdeburg.mpg.de/projects/diana finden.

DIVA (Dynamische Simulation verfahrenstechnischer Anlagen) – der Vorgänger von DIANA - Simulation Umwelt, ein Projekt des Instituts ISR (derzeit ISYS) der Universität Stuttgart. Numerical Algorithms Projekt DIVA wurden in Fortran geschrieben, und die Schnittstelle mit den Nutzern wird durch die CLI. Später war GUI (Graphic User Interface) geschrieben (mit Java und CORBA [13].

SEGL (Science Experimental Grid Laboratory) – "Open Source"-Projekt des Instituts der IHR und HLRS der Universität Stuttgart um zu beschreiben, zu testen, zu starten, Überwachung und Analyse von großen wissenschaftlichen und industriellen Experimenten, die High-Performance Computing erfordern. Mehr Informationen über das Projekt Segl kann man auf der offiziellen Website http://segl.hlrs.de/ finden.

Entwicklung von Simulator-Software, die die Funktionen der Teilsystem Dialog der VPSU realisiert, die Benutzerfreundlichkeit der VPSU zu Benutzer und Entwicklern der Modelle verbessern wird und die Anwendungsbereichs der parallele Simulation in unterschiedlichen Domänen erhöhen wird. Die neuen Ansätze zur Parallelisierung werden entwickelt werden. Eine neue Methodik zur Konstruktion von Modellen komplexer dynamischer Systeme wird entwickeln werden.
Ziele:

• Analiz von Stand der Entwicklung in der Modellierungs-Software (MSW);
• Die Entwicklung Subsystem Konzepte (Anforderungen, Funktionen und Struktur der HW / SW);
• Entwicklung Algorithmen, Strukturen, Konzepte, Implementierung und experimentelle Studie von Dialog Subsystem in Struktur der VPSU.

Bau eines Prototyps des Teilsystems, die Verwendung von MSW in der VPSU. Thema ist Teil der wissenschaftlichen Zusammenarbeit von DonNTU mit dem HLRS der Universität Stuttgart. Verwendung des Subsystems in den Lernprozess und im VPSU.