Распределённые вычисления
Распределённые вычисления — способ решения трудоёмких вычислительных задач с использованием нескольких компьютеров, чаще всего объединённых в параллельную вычислительную систему. Распределённые вычисления применимы также в распределённых системах управления.
Последовательные вычисления в распределённых системах выполняются с учётом одновременного решения многих задач. Особенностью распределённых многопроцессорных вычислительных систем, в отличие от локальных суперкомпьютеров, является возможность неограниченного наращивания производительности за счёт масштабирования. Слабосвязанные, гетерогенные вычислительные системы с высокой степенью распределения выделяют в отдельный класс распределённых систем — грид.
История
Работы по распределённым вычислениям с весьма прикладной целью — для военных нужд, а именно автоматизации процессов секретной связи и обработки разведывательной информации, велись интенсивно в США с 1960-х годов. Разработкой технологий распределённых вычислений и созданием распределённых информационных систем в Соединённых Штатах по заказу Агентства по перспективным оборонным научно-исследовательским разработкам США, видов вооружённых сил и служб (агентств) в структуре Министерства обороны США занимались исследовательские подразделения компаний и университетов:
- Bolt, Beranek and Newman, Кембридж, Массачусетс;
- Computer Corporation of America, Кембридж, Массачусетс;
- Network Analysis Corporation, Глен-Коув, Лонг-Айленд;
- System Development Corporation, Санта-Моника, Калифорния;
- Стэнфордский исследовательский институт, Менло-Парк, Калифорния;
- Национальный институт стандартов и технологий, Вашингтон, округ Колумбия;
- Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе, Калифорния;
- Агентство военной связи, , Иллинойс.
В рамках проводившихся фундаментальных исследований, НИР и ОКР, разрабатывались соответствующие программно-аппаратные комплексы под уже существующие низкоуровневые (машинно-ориентированные) языки программирования, специальное программное обеспечение с криптографической защитой и т. д.
В 1973 году Джон Шох и Джон Хапп из калифорнийского научно-исследовательского центра Xerox PARC написали программу, которая по ночам запускалась в локальную сеть PARC и заставляла работающие компьютеры выполнять вычисления.
В 1977 году в НЭТИ (НГТУ, Новосибирск) на кафедре вычислительной техники под руководством В. И. Жираткова была разработана распределённая вычислительная система из трёх ЭВМ «Минск-32» с оригинальным аппаратным и программным обеспечением, поддерживающим протоколы физического, канального и сетевого уровней, и обеспечивающим выполнение параллельных задач. Одна машина находилась на ВЦ НГТУ, а две другие — на ВЦ Института Математики СО РАН. Связь между НГТУ и ИМ СО РАН обеспечивалась по радиоканалу с использованием направленных антенн. Система тестировалась при решении оптимизационных задач в области экономики с использованием крупноблочного распараллеливания.[источник не указан 1864 дня]
В 1978 году советский математик Виктор Глушков работал над проблемой макроконвейерных распределённых вычислений. Он предложил ряд принципов распределения работы между процессорами.:320 На базе этих принципов им была разработана ЭВМ ЕС-2701.
В 1988 году Арьен Ленстра и Марк Менес написали программу для факторизации длинных чисел. Для ускорения процесса программа могла запускаться на нескольких машинах, каждая из которых обрабатывала свой небольшой фрагмент.
В 1994 году Дэвидом Джиди была предложена идея по организации массового проекта распределённых вычислений, который использует компьютеры добровольцев (т. н. добровольные вычисления) — SETI@Home. Научный план проекта, который разработали Дэвид Джиди и Крейг Каснофф из Сиэтла был представлен на пятой международной конференции по биоастрономии в июле 1996 года.
В январе 1996 года стартовал проект GIMPS по поиску простых чисел Мерсенна, также используя компьютеры простых пользователей как добровольную вычислительную сеть.
28 января 1997 года стартовал конкурс RSA Data Security на решение задачи взлома методом простого перебора 56-битного ключа шифрования информации RC5. Благодаря хорошей технической и организационной подготовке проект, организованный некоммерческим сообществом distributed.net, быстро получил широкую известность.
17 мая 1999 года стартовал SETI@home на базе Grid, а в начале 2002 года завершилась разработка Калифорнийского Университета в Беркли открытой платформы BOINC (Berkeley Open Infrastructure for Network Computing), разрабатываемой с апреля 2000 года первоначально для SETI@Home, но первым на платформе BOINC стал проект Predictor@home запущенный 9 июня 2004 года.
Управление вычислительными заданиями
Проблема распределения различных вычислительных задач в рамках распределённой системы относится к проблеме принятия решений в условиях неопределённости. Данная проблема рассматривается в теории принятия решений и в теории неопределённости.
Распределённые операционные системы
Распределённая ОС, динамически и автоматически распределяя работы по различным машинам системы для обработки, заставляет набор сетевых машин обрабатывать информацию параллельно. Пользователь распределённой ОС, вообще говоря, не имеет сведений о том, на какой машине выполняется его работа.
Распределённая ОС существует как единая операционная система в масштабах вычислительной системы. Каждый компьютер сети, работающей под управлением распределённой ОС, выполняет часть функций этой глобальной ОС. Распределённая ОС объединяет все компьютеры сети в том смысле, что они работают в тесной кооперации друг с другом для эффективного использования всех ресурсов компьютерной сети.
В результате сетевая ОС может рассматриваться как набор операционных систем отдельных компьютеров, составляющих сеть. На разных компьютерах сети могут выполняться одинаковые или разные ОС. Например, на всех компьютерах сети может работать одна и та же ОС UNIX. Более реалистичным вариантом является сеть, в которой работают разные ОС, например, часть компьютеров работает под управлением UNIX, часть — под управлением NetWare, а остальные — под управлением Windows NT и Windows 98. Все эти операционные системы функционируют независимо друг от друга в том смысле, что каждая из них принимает независимые решения о создании и завершении своих собственных процессов и управлении локальными ресурсами. Но в любом случае операционные системы компьютеров, работающих в сети, должны включать взаимно согласованный набор коммуникационных протоколов для организации взаимодействия процессов, выполняющихся на разных компьютерах сети, и разделения ресурсов этих компьютеров между пользователями сети.
Если операционная система отдельного компьютера позволяет ему работать в сети, и может предоставлять свои ресурсы в общее пользование и/или использовать ресурсы других компьютеров сети, то такая операционная система отдельного компьютера также называется сетевой ОС.
Таким образом, термин «сетевая операционная система» используется в двух значениях: как совокупность ОС всех компьютеров сети и как операционная система отдельного компьютера, способного работать в сети. Из этого определения следует, что такие операционные системы, как, например, Windows NT, NetWare, Solaris, HP-UX, являются сетевыми, поскольку все они обладают средствами, которые позволяют их пользователям работать в сети.
См. также
- Параллельные вычисления
- Грид
- Облачные вычисления
- Распределённая база данных
- Многопоточность
- Многозадачность
- Параллельные вычислительные системы
- Классификация параллельных вычислительных систем
- Закон Амдала
- Макроконвейер
- Вычислительный конвейер
- Симметричная мультипроцессорность
- Массово-параллельная архитектура
- Ботнет
- Клиент-сервер
- Пиринговые сети
- Кластер
- MIPS
- Консенсус в распределённых вычислениях
Примечания
- Эндрю Таненбаум, Мартин ван Стеен. Распределенные системы. Принципы и парадигмы = Andrew S. Tanenbaum, Maarten van Steen. "Distributed systems. Principles and paradigms". — Санкт-Петербург: Питер, 2003. — 877 с. — (Классика computer science). — ISBN 5-272-00053-6.
- Словарь по кибернетике / Под редакцией академика В. С. Михалевича. — 2-е. — Киев: Главная редакция Украинской Советской Энциклопедии имени М. П. Бажана, 1989. — 751 с. — (С48). — 50 000 экз. — ISBN 5-88500-008-5.
- Statement of Dr. Stephen J. Lukasik, Director, Advanced Research Projects Agency. / Department of Defense Appropriations for Fiscal Year 1972. — April 30, 1971. — P. 736—737 — 1090 p.
- С миру по нитке: Суперкомпьютер " журнал «Популярная механика». Дата обращения: 10 июня 2011. Архивировано 29 декабря 2009 года.
- Компьютер на службе науки — интервью директора SETI@Home и BOINC Дэвида П. Андерсона Архивировано 30 августа 2011 года.
- Ильин Ю. SETI для внеземного разума: 24 часа на поиски\\[[MEMBRANA]], 12 марта 2003. Дата обращения: 30 августа 2011. Архивировано из оригинала 7 октября 2011 года.
Википедия, чтение, книга, библиотека, поиск, нажмите, истории, книги, статьи, wikipedia, учить, информация, история, скачать, скачать бесплатно, mp3, видео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, картинка, музыка, песня, фильм, игра, игры, мобильный, телефон, Android, iOS, apple, мобильный телефон, Samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Сеть, компьютер, Информация о Распределённые вычисления, Что такое Распределённые вычисления? Что означает Распределённые вычисления?
Ne sleduet putat s Dobrovolnye vychisleniya Sm takzhe Parallelnye vychisleniya i Decentralizovannoe prilozhenie Raspredelyonnye vychisleniya sposob resheniya trudoyomkih vychislitelnyh zadach s ispolzovaniem neskolkih kompyuterov chashe vsego obedinyonnyh v parallelnuyu vychislitelnuyu sistemu Raspredelyonnye vychisleniya primenimy takzhe v raspredelyonnyh sistemah upravleniya Posledovatelnye vychisleniya v raspredelyonnyh sistemah vypolnyayutsya s uchyotom odnovremennogo resheniya mnogih zadach Osobennostyu raspredelyonnyh mnogoprocessornyh vychislitelnyh sistem v otlichie ot lokalnyh superkompyuterov yavlyaetsya vozmozhnost neogranichennogo narashivaniya proizvoditelnosti za schyot masshtabirovaniya Slabosvyazannye geterogennye vychislitelnye sistemy s vysokoj stepenyu raspredeleniya vydelyayut v otdelnyj klass raspredelyonnyh sistem grid IstoriyaOsnovnaya statya Istoriya parallelnyh i raspredelyonnyh vychislenij Raboty po raspredelyonnym vychisleniyam s vesma prikladnoj celyu dlya voennyh nuzhd a imenno avtomatizacii processov sekretnoj svyazi i obrabotki razvedyvatelnoj informacii velis intensivno v SShA s 1960 h godov Razrabotkoj tehnologij raspredelyonnyh vychislenij i sozdaniem raspredelyonnyh informacionnyh sistem v Soedinyonnyh Shtatah po zakazu Agentstva po perspektivnym oboronnym nauchno issledovatelskim razrabotkam SShA vidov vooruzhyonnyh sil i sluzhb agentstv v strukture Ministerstva oborony SShA zanimalis issledovatelskie podrazdeleniya kompanij i universitetov Bolt Beranek and Newman Kembridzh Massachusets Computer Corporation of America Kembridzh Massachusets Network Analysis Corporation Glen Kouv Long Ajlend System Development Corporation Santa Monika Kaliforniya Stenfordskij issledovatelskij institut Menlo Park Kaliforniya Nacionalnyj institut standartov i tehnologij Vashington okrug Kolumbiya Kalifornijskij universitet v Los Andzhelese Kaliforniya Agentstvo voennoj svyazi Illinojs V ramkah provodivshihsya fundamentalnyh issledovanij NIR i OKR razrabatyvalis sootvetstvuyushie programmno apparatnye kompleksy pod uzhe sushestvuyushie nizkourovnevye mashinno orientirovannye yazyki programmirovaniya specialnoe programmnoe obespechenie s kriptograficheskoj zashitoj i t d V 1973 godu Dzhon Shoh i Dzhon Happ iz kalifornijskogo nauchno issledovatelskogo centra Xerox PARC napisali programmu kotoraya po nocham zapuskalas v lokalnuyu set PARC i zastavlyala rabotayushie kompyutery vypolnyat vychisleniya V 1977 godu v NETI NGTU Novosibirsk na kafedre vychislitelnoj tehniki pod rukovodstvom V I Zhiratkova byla razrabotana raspredelyonnaya vychislitelnaya sistema iz tryoh EVM Minsk 32 s originalnym apparatnym i programmnym obespecheniem podderzhivayushim protokoly fizicheskogo kanalnogo i setevogo urovnej i obespechivayushim vypolnenie parallelnyh zadach Odna mashina nahodilas na VC NGTU a dve drugie na VC Instituta Matematiki SO RAN Svyaz mezhdu NGTU i IM SO RAN obespechivalas po radiokanalu s ispolzovaniem napravlennyh antenn Sistema testirovalas pri reshenii optimizacionnyh zadach v oblasti ekonomiki s ispolzovaniem krupnoblochnogo rasparallelivaniya istochnik ne ukazan 1864 dnya V 1978 godu sovetskij matematik Viktor Glushkov rabotal nad problemoj makrokonvejernyh raspredelyonnyh vychislenij On predlozhil ryad principov raspredeleniya raboty mezhdu processorami 320 Na baze etih principov im byla razrabotana EVM ES 2701 V 1988 godu Aren Lenstra i Mark Menes napisali programmu dlya faktorizacii dlinnyh chisel Dlya uskoreniya processa programma mogla zapuskatsya na neskolkih mashinah kazhdaya iz kotoryh obrabatyvala svoj nebolshoj fragment V 1994 godu Devidom Dzhidi byla predlozhena ideya po organizacii massovogo proekta raspredelyonnyh vychislenij kotoryj ispolzuet kompyutery dobrovolcev t n dobrovolnye vychisleniya SETI Home Nauchnyj plan proekta kotoryj razrabotali Devid Dzhidi i Krejg Kasnoff iz Sietla byl predstavlen na pyatoj mezhdunarodnoj konferencii po bioastronomii v iyule 1996 goda V yanvare 1996 goda startoval proekt GIMPS po poisku prostyh chisel Mersenna takzhe ispolzuya kompyutery prostyh polzovatelej kak dobrovolnuyu vychislitelnuyu set 28 yanvarya 1997 goda startoval konkurs RSA Data Security na reshenie zadachi vzloma metodom prostogo perebora 56 bitnogo klyucha shifrovaniya informacii RC5 Blagodarya horoshej tehnicheskoj i organizacionnoj podgotovke proekt organizovannyj nekommercheskim soobshestvom distributed net bystro poluchil shirokuyu izvestnost 17 maya 1999 goda startoval SETI home na baze Grid a v nachale 2002 goda zavershilas razrabotka Kalifornijskogo Universiteta v Berkli otkrytoj platformy BOINC Berkeley Open Infrastructure for Network Computing razrabatyvaemoj s aprelya 2000 goda pervonachalno dlya SETI Home no pervym na platforme BOINC stal proekt Predictor home zapushennyj 9 iyunya 2004 goda Upravlenie vychislitelnymi zadaniyamiProblema raspredeleniya razlichnyh vychislitelnyh zadach v ramkah raspredelyonnoj sistemy otnositsya k probleme prinyatiya reshenij v usloviyah neopredelyonnosti Dannaya problema rassmatrivaetsya v teorii prinyatiya reshenij i v teorii neopredelyonnosti Raspredelyonnye operacionnye sistemy Raspredelyonnaya OS dinamicheski i avtomaticheski raspredelyaya raboty po razlichnym mashinam sistemy dlya obrabotki zastavlyaet nabor setevyh mashin obrabatyvat informaciyu parallelno Polzovatel raspredelyonnoj OS voobshe govorya ne imeet svedenij o tom na kakoj mashine vypolnyaetsya ego rabota Raspredelyonnaya OS sushestvuet kak edinaya operacionnaya sistema v masshtabah vychislitelnoj sistemy Kazhdyj kompyuter seti rabotayushej pod upravleniem raspredelyonnoj OS vypolnyaet chast funkcij etoj globalnoj OS Raspredelyonnaya OS obedinyaet vse kompyutery seti v tom smysle chto oni rabotayut v tesnoj kooperacii drug s drugom dlya effektivnogo ispolzovaniya vseh resursov kompyuternoj seti V rezultate setevaya OS mozhet rassmatrivatsya kak nabor operacionnyh sistem otdelnyh kompyuterov sostavlyayushih set Na raznyh kompyuterah seti mogut vypolnyatsya odinakovye ili raznye OS Naprimer na vseh kompyuterah seti mozhet rabotat odna i ta zhe OS UNIX Bolee realistichnym variantom yavlyaetsya set v kotoroj rabotayut raznye OS naprimer chast kompyuterov rabotaet pod upravleniem UNIX chast pod upravleniem NetWare a ostalnye pod upravleniem Windows NT i Windows 98 Vse eti operacionnye sistemy funkcioniruyut nezavisimo drug ot druga v tom smysle chto kazhdaya iz nih prinimaet nezavisimye resheniya o sozdanii i zavershenii svoih sobstvennyh processov i upravlenii lokalnymi resursami No v lyubom sluchae operacionnye sistemy kompyuterov rabotayushih v seti dolzhny vklyuchat vzaimno soglasovannyj nabor kommunikacionnyh protokolov dlya organizacii vzaimodejstviya processov vypolnyayushihsya na raznyh kompyuterah seti i razdeleniya resursov etih kompyuterov mezhdu polzovatelyami seti Esli operacionnaya sistema otdelnogo kompyutera pozvolyaet emu rabotat v seti i mozhet predostavlyat svoi resursy v obshee polzovanie i ili ispolzovat resursy drugih kompyuterov seti to takaya operacionnaya sistema otdelnogo kompyutera takzhe nazyvaetsya setevoj OS Takim obrazom termin setevaya operacionnaya sistema ispolzuetsya v dvuh znacheniyah kak sovokupnost OS vseh kompyuterov seti i kak operacionnaya sistema otdelnogo kompyutera sposobnogo rabotat v seti Iz etogo opredeleniya sleduet chto takie operacionnye sistemy kak naprimer Windows NT NetWare Solaris HP UX yavlyayutsya setevymi poskolku vse oni obladayut sredstvami kotorye pozvolyayut ih polzovatelyam rabotat v seti Sm takzheParallelnye vychisleniya Grid Oblachnye vychisleniya Raspredelyonnaya baza dannyh Mnogopotochnost Mnogozadachnost Parallelnye vychislitelnye sistemy Klassifikaciya parallelnyh vychislitelnyh sistem Zakon Amdala Makrokonvejer Vychislitelnyj konvejer Simmetrichnaya multiprocessornost Massovo parallelnaya arhitektura Botnet Klient server Piringovye seti Klaster MIPS Konsensus v raspredelyonnyh vychisleniyahPrimechaniyaEndryu Tanenbaum Martin van Steen Raspredelennye sistemy Principy i paradigmy Andrew S Tanenbaum Maarten van Steen Distributed systems Principles and paradigms rus Sankt Peterburg Piter 2003 877 s Klassika computer science ISBN 5 272 00053 6 Slovar po kibernetike rus Pod redakciej akademika V S Mihalevicha 2 e Kiev Glavnaya redakciya Ukrainskoj Sovetskoj Enciklopedii imeni M P Bazhana 1989 751 s S48 50 000 ekz ISBN 5 88500 008 5 Statement of Dr Stephen J Lukasik Director Advanced Research Projects Agency Department of Defense Appropriations for Fiscal Year 1972 April 30 1971 P 736 737 1090 p S miru po nitke Superkompyuter zhurnal Populyarnaya mehanika neopr Data obrasheniya 10 iyunya 2011 Arhivirovano 29 dekabrya 2009 goda Kompyuter na sluzhbe nauki intervyu direktora SETI Home i BOINC Devida P Andersona Arhivirovano 30 avgusta 2011 goda Ilin Yu SETI dlya vnezemnogo razuma 24 chasa na poiski MEMBRANA 12 marta 2003 neopr Data obrasheniya 30 avgusta 2011 Arhivirovano iz originala 7 oktyabrya 2011 goda
