GRID — ТЕХНОЛОГИИ.
ИСПОЛЬЗОВНИЕ GRID-ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ПРИКЛАДНЫХ ЗАДАЧ
Оспанов А.А.
Евразийский национальный университет им. Л.Н.Гумилева, Астана
Научный руководитель – д.ф.м.н., профессор Тусупов Джамалбек Алиаскарович
Грид – географически распределенная инфраструктура, объединяющая множество ресурсов разных типов (процессоры, долговременная и оперативная память, хранилища и базы данных, сети), доступ к которым пользователь может получить из любой точки, независимо от места их расположения. [1]
Grid-технологии позволяют создать географически распределенные вычислительные инфраструктуры, которые объединяют разнородные ресурсы и реализуют возможность коллективного доступа к этим ресурсам. Принципиальной новизной этих технологий является объединение ресурсов путем создания компьютерной инфраструктуры нового типа, обеспечивающей глобальную интеграцию информационных и вычислительных ресурсов на основе сетевых технологий и специального программного обеспечения промежуточного уровня (middleware). А также набора стандартизованных сервисов (служб) для обеспечения надежного совместного доступа к географически распределенным информационным и вычислительным ресурсам: отдельным компьютерам, кластерам, хранилищам информации и сетям [2].
Grid-технологии обеспечивают гибкий, безопасный и скоординированный общий доступ к ресурсам, под которыми понимаются не только процессорные ресурсы или ресурсы хранения информации, но и сетевые ресурсы, а также системное или прикладное программное обеспечение
В настоящее время, грид используется в различных сферах жизнедеятельности. В частности, широко применяется в научной сфере для решения сложных научных, производственных и инженерных задач, которые невозможно решить в разумные сроки на отдельных вычислительных установках. Так примером использования грид-технологий является адаптация прикладного пакета FDS в грид-среду.
Программа FDS (Fire Dynamics Simulator) реализует вычислительную гидродинамическую модель (CFD) тепломассопереноса при горении. FDS численно решает уравнения Навье-Стокса для низкоскоростных температурно-зависимых потоков, особое внимание уделяется распространению дыма и теплопередаче при пожаре. [3]
FDS — бесплатное программное обеспечение, разработанное Национальным институтом стандартов и технологии (НИСТ) министерством торговли США при содействии Технического научно-исследовательского центра VTT.
Основной целью FDS на протяжении своего развития было решение прикладных задач пожаробезопасности и в тоже время обеспечение инструмента для изучения фундаментальных процессов при пожаре.
Гидродинамическая модель (CFD) численно решает уравнения Навье-Стокса для низкоскоростных температурно-зависимых потоков, особое внимание уделяется распространению дыма и теплопередаче при пожаре. Основным алгоритмом является определенная схема метода предиктора-корректора второго порядка точности по координатам и времени. Турбулентность выполняется с помощью модели Смагоринского «Масштабное моделирование вихрей» (LES). Прямое численное моделирование (DNS) можно выполнять, если лежащая в основе расчетная сетка достаточно точна.
При использовании данной программы при вычислениях требуется довольно большие ресурсы, так как много входных и выходных данных. Поэтому адаптация данного пакета в грид-среду помогает решить данную проблему. Для адаптация данного пакета можно использовать European Middleware Initiative (EMI) — это программная платформа для высокопроизводительных распределенных вычислений. Целью проекта EMI является поставка консолидированного промежуточного набора компонент на основе четырех основных поставщиков промежуточного программного обеспечения в Европе — ARC, dCache, gLite and UNICORE. EMI является первым шагом на пути стабильной интеграции распределённых вычислений и услуг по управлению данными. [4]
В ходе выполнения данного этапа ожидается следующий результат: возможность пользователя формировать и запускать счётные задания в грид-сету, контролировать ход их выполнения и получать результаты вычислений с помощью проблемно-ориентированного веб-интерфейса, скрывающем от пользователя детали и сложности работы самой грид-сети, а непосредственный счёт на вычислительных ресурсах будет выполняться с использованием прикладного пакета, который должен быть установлен на рабочих узлах грид-сайта.
Литература
- Белов С.Д., Сети нового поколения и грид-технологии, Учебный курс
- Электронный ресурс
- Электронный ресурс
- Электронный ресурс European Middleware Initiative —