Мультиагентна система дискретно-подійного імітаційного моделювання OpenGPSS
DSpace at NTB NTUU KPI
Переглянути архів Інформація| Поле | Співвідношення | |
| Title |
Мультиагентна система дискретно-подійного імітаційного моделювання OpenGPSS
|
|
| Creator |
Діденко, Дмитро Георгійович
|
|
| Description |
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидату технічних наук за спеціальністю 05.13.06 – Інформаційні технології. – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут», Київ, 2010. В роботі сформульована й вирішена актуальна науково-практична задача, пов’язана з розробкою теоретичних і практичних засад проектування розподіленої системи імітаційного моделювання. Головним результатом дисертації є розробка системи імітаційного моделювання, котра дозволяє проводити побудову та дослідження моделей складних систем у розподіленому обчислювальному середовищі. Запропоновано агентну архітектуру розподіленої дискретно-подійної системи імітаційного моделювання, яка побудована на основі пакетів в СУБД Oracle. Використання агентів в імітаційних системах підвищує масштабованість, відмовостійкість та надійність, при незначному зменшені продуктивності, яка витрачається на надмірність даних та підтримку цілісності імітацій. Побудовано інтерпретатор для моделювання OpenGPSS як у послідовному так і в розподіленому режимі. Показана доцільність використання системи разом з оптимістичним алгоритмом синхронізації модельного часу Джефферсона з обмеженим вікном виконання. Запропоновано підхід розділення експерименту на незалежні частини для подальшого паралельного виконання на вузлах кластера та зібрання результатів, що приводить до підвищення продуктивності системи та зменшенню часу моделювання. Отримано результати, які підтверджують можливість автоматичного розділення експерименту на незалежні частини для підвищення швидкості моделювання (при цьому швидкість моделювання підвищилась у 1,3 рази на кластері з трьома вузлами). Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук по специальности 05.13.06 – Информационные технологии. – Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт», Киев, 2010. В работе сформулирована и решена актуальная научно-практическая задача, связанная с разработкой теоретических и практических основ построения распределенной системы имитационного моделирования. Главным результатом диссертации является разработка дискретно-событийной системы имитационного моделирования, которая позволяет проводить построение и исследование моделей сложных систем в распределённой вычислительной среде. Предложена агентная архитектура распределенной системы имитационного моделирования. Формализована работа каждого агента в системе OpenGPSS. Агенты реализованы как программные компоненты (пакеты) языком PL\SQL в СУБД Oracle. Для отката состояния узла при оптимистической синхронизации используются транзакции СУБД. Кластер имитационного моделирования не имеет статически выделенного главного узла, а при необходимости каждый раз определяет его динамически, что повышает отказоустойчивость всего кластера. Использование агентов в имитационных системах повышает масштабируемость, отказоустойчивость и надежность, при незначительном снижении производительности из-за избыточности данных, и поддержания целостности имитаций. При консервативной синхронизации модельного времени запрет блокировок приближает к синхронному моделированию. Действительно, выбор временного допуска в алгоритме пустых сообщений или кванта синхронизации для барьерного подхода влияет на скорость моделирования. С другой стороны, определение блокировки требует больших расчетов, и нет эффективного с точки зрения масштабирования алгоритма определения локальной блокировки. Оптимистическая синхронизация требует дополнительных ресурсов для поддержки антисообщений, недействительных сообщений и сохранения состояния узла, что приводит к большому расходу памяти. Поэтому и вводятся алгоритмы для ограничения глубины отката и также отката при переполнении памяти. Кроме того, этому подходу свойственны сложность реализации отката и сложность отладки моделей, потому что сообщения обрабатываются не в порядке поступления. Показана целесообразность использования для узлов моделирования системы оптимистического алгоритма синхронизации модельного времени Джефферсона с ограниченным окном выполнения. Реализован транслятор, входным языком которого является язык моделирования GPSS, состоящий из идентификаторов GPSS, а выходным – внутренний формат OpenGPSS. Использование внутреннего формата OpenGPSS в дальнейшем повышает производительность работы интерпретатора. Распределённая система OpenGPSS совместима с уже разработанными ранее GPSS-программами, которые созданы в других системах имитационного моделирования, таких как GPSS/PC и GPSS World. Для повышения скорости подсчёта численного значения арифметического выражения, при предварительном синтаксическом разборе выражений, используется стек ПОЛИЗ. Разработанная система OpenGPSS может работать как в «классическом» последовательном режиме (используется только один узел моделирования), так и в распределённом режиме, (используются два или более узлов моделирования). Построен интерпретатор для системы OpenGPSS, который проводит имитационные эксперименты в последовательном и в распределённом режимах. Последовательный режим можно использовать как тестовый режим или режим отладки GPSS-программ. Предложен подход разделения эксперимента (т.н. тиражирование эксперимента) GPSS-программы на независимые части (кадры сегментов вычислительного эксперимента) для дальнейшего параллельного выполнения на узлах кластера и сборки результатов для повышения производительности системы (уменьшению времени моделирования). Полученные результаты подтверждают возможность автоматического (прозрачного для пользователя) разделения имитационного эксперимента на независимые части и повышения скорости моделирования. При этом скорость моделирования возросла в 1,3 раза на кластере с тремя узлами. Для повышения доверия к результатам работы новой системы OpenGPSS, произведено сравнение полученных результатов работы системы с результатами, полученными на «эталонных» системах имитационного моделирования (GPSS\PC и GPSS World). Незначительное отличие числовых результатов моделирования связано с использованием различных датчиков псевдослучайных чисел (ДПЧ). При увеличении количества испытаний результаты моделирования сходятся к одинаковым значениям. The dissertation on competition of a scientific degree of the candidate of technical sciences on speciality 05.13.06 – information technology. – National technical university of Ukraine “Kyiv politechnical institute”, Kyiv, 2010. The dissertation report deals with questions of computing experiment in distributed discrete-event simulation systems OpenGPSS, GPSS/PC and GPSS World, their high-quality and quantitative job performances are compared. The problems of experiment distribution by independent part, deployment this part on cluster node, parallel execution and result assembles and here does not influence on the rightness of end-point also were laboured in the report. Agent technology, which increases scalable, fail-safe and reliability of cluster with some decrease productivity and redundancy data for model and experiment integrity, was used in system implement. |
|
| Publisher |
НТУУ "КПІ"
|
|
| Date |
2011-09-15T07:13:43Z
2011-09-15T07:13:43Z 2010 |
|
| Type |
Thesis
|
|
| Identifier |
http://library.kpi.ua:8080/handle/123456789/1061
|
|
| Language |
uk
|
|