А.А. Нечай

Использование графического процессора для ускорения распределенных вычислений при прогнозе экстремальных значений температуры воздуха

Title: 
Using the GPU to accelerate distributed computing at the forecast of air temperature extreme values
Год/Year: 
2017
№: 
4
Начальная страница/First page: 
33
Краткое описание: 
Климатические изменения, влекущие за собой появление экстремальных значений метеоэлементов, в частности температурных аномалий, создают угрозу устойчивому развитию Российской Федерации. Современные гидродинамические модели позволяют рассчитывать эти аномалии, но требуют больших вычислительных мощностей. Так, имеющаяся на вооружении Росгидромета кластерная система состоит из 96 вычислительных узлов, каждый из которых содержит по два наиболее высокопроизводительных процессора Intel Xeon 5680 с тактовой частотой 3,33 ГГц (всего 192 процессора) с производительностью 15,33 TFLOPS (триллионов операций в секунду). Существующие компактные гидродинамические модели, например WRF, позволяют обойтись меньшими вычислительными ресурсами, но скорость вычислений значительно падает. Предложено ускорить вычисления за счет использования распределенных вычислений на нескольких компьютерах, используя возможность параллельных вычислений за счет графических процессоров этих компьютеров. Показано, что при совместном использовании мощности центрального процессора компьютера и его графического процессора время, требуемое на расчеты экстремальных значений температуры при использовании модели WRF, ядро которой устанавливается на серверной части системы, сокращается в 8 раз. Предложена возможная конфигурация такой системы, которая может состоять из двух вычислительных машин: высокопроизводительного сервера, например ASUS ESC4000 G3 c процессором Intel Xeon E5-2600 и клиентской станции для отображения результатов расчетов и ввода исходных данных в систему. Предложено использовать на сервере четыре мощных видеокарты фирмы AMD Radeon HD 7970 DDR5 с объемом памяти до 3 Гбайт и производительностью до 3 TFLOPS в каждой. Предложено программное обеспечение, позволяющее организовать распределённые вычисления в системе клиент – сервер и распараллелить вычисления на графических процессорах. Предложены технические решения по особенностям построения такой системы, требующей мощного источника питания и охлаждения. Предложенная схема построения распределенных вычислений экстремальных значений метеоэлементов может быть полезна в оперативных прогнозах для авиации, МЧС, МО и др. служб.
Short description: 
The climate change giving rise to the emergence of extreme values of meteorological parameters, in particular temperature anomalies, threaten the sustainable development of the Russian Federation. The modern hydrodynamic models allow us to calculate these anomalies, but require high computing power. So, the service of Roshydromet cluster system consists of 96 compute nodes, each of which contains two of the most high-performance Intel Xeon 5680 with a clock frequency of 3.33 GHz (total of 192 processors) performance of 15.33 TFLOPS (trillions of operations per second). Existing compact hydrodynamic models, such as WRF, allows you to do fewer computational resources, but the computing speed is signifi cantly reduced. We propose to accelerate the computation through the use of distributed computing on multiple computers, and using the opportunity of parallel computing through GPUs of those computers. It is shown that the joint use of the power of the computer’s CPU and its graphics processor is the time required for the calculations of extreme values of temperature when using the model WRF, the core of which is installed on the server side of the system is reduced 8 times. Proposed possible confi guration of such a system, which may consist of two computers: highperformance servers, such as ASUS ESC4000 G3 c processor Intel Xeon E5-2600 and client workstations to display the results of calculations and input data into the system. It is proposed to use on the server four powerful graphics card company AMD Radeon HD 7970 DDR5 memory to 3 GB and a capacity of up to 3 TFLOPS each. The proposed software allows you to organize distributed computing in the client-server and parallel computing on GPUs. The proposed technical solution characteristics of the construction of such a system requires a robust power supply and cooling. The scheme of construction of distributed computing extreme values of meteorological parameters can be useful in operational forecasting for aviation, MES, MOD, etc. services.

Решение репликационных проблем в базах данных для повышения устойчивости программного обеспечения автоматизированных систем

Title: 
The solution to the replication problems in the databases to improve the sustainability of software automated systems
Год/Year: 
2017
№: 
4
Начальная страница/First page: 
18
Краткое описание: 
Данная статья посвящена проблеме организации механизма репликаций в распределенных гетерогенных базах данных. Анализируются причины сложности практической реализации репликаций в распределенных базах данных. Показана возможность использования решения, подобного механизму “IS-Builder” в DIRECTUM OverDoc системы “Галактика ERP”. Дана положительная оценка предложенного в этой системе решения. Высказано предложение о необходимости строгих и конкретных договоренностей о порядке взаимодействия при репликациях в каждом случае еще на этапе проектирования.
Short description: 
This article deals with the problem of the mechanism of replication organization in the distributed heterogeneous databases. The reasons of complexity of practical implementation of replication in the distributed databases are analyzed. The possibility of using solutions like mechanism “IS-Builder” in DIRECTUM OverDoc system “Galaxy ERP” is shown. The proposed solution in the system is welcomed. The need for strict and specific agreements on the order of interaction in replications in each case at the stage of designing is suggested.

Алгоритм планирования энергосберегающей параллельной обработки информации с учетом информационной важности и времени поступления задач

Title: 
Algorithm of planning energy-saving parallel processing of information with regard of information importance and time of entry in progress
Год/Year: 
2017
Начальная страница/First page: 
88
Краткое описание: 
Рассмотрен алгоритм планирования энергосберегающей параллельной обработки информации в многомодульной вычислительной системе с учетом информационной важности и времени поступления заданий. Разработанный алгоритм планирования имеет полиномиальную сложность и в отличие от известных снимает ограничения на одновременное поступление на обработку заданий, учитывает их информационную важность и минимизирует необходимое количество процессоров. Проведен анализ разработанного алгоритма.
Short description: 
An algorithm for planning energy-saving parallel processing of information in a multi-module computing system is considered, taking into account the information importance and time of receipt of tasks. The developed scheduling algorithm has a polynomial complexity and, unlike known ones, removes restrictions on simultaneous receipt for processing tasks, takes into account their informational importance and minimizes the necessary number of processors. The analysis of the developed algorithm is carried out.

О подходе к обоснованию рациональной номенклатуры эталонной базы измерительных комплексов на основе нечетких моделей

Title: 
About approach to substantiation of the rational nomenclatureʼs reference base of measuring complexes on the basis of indistinct models
Год/Year: 
2017
Начальная страница/First page: 
72
Краткое описание: 
Представлены результаты исследований особенностей применения методов целочисленной многокритериальной оптимизации при обосновании рациональной номенклатуры эталонной базы измерительных комплексов с использованием формализованных в нечетком виде исходных данных о режимах и условиях проведения поверки (аттестации), а именно: особенностей ранжирования альтернатив с учётом возможных вариантов сочетания различных типов оценок, представленных в детерминированной, стохастической, либо нечёткой формах. Основное внимание уделяется разработке уточняющих положений, касающихся применения метода ранжирования по максимальному удалению с использованием формализованных в нечетком виде исходных данных, позволяющих исключить допущения, обязательные в случае применения традиционных методов ранжирования недоминируемых альтернатив о том, что частные показатели оценивания альтернатив независимы, насколько неравноценны, настолько и несоизмеримы по важности, об аддитивности частных показателей, о неизменности выполнения принципа транзитивности при ранжировании альтернатив. Показано, что применение аппарата теории нечетких множеств существенно дополняет методологию решения задач целочисленной многокритериальной оптимизации.
Short description: 
In this article are presented the results of researches of application methods features of integer multicriteria optimization at justification of the rational nomenclature of reference base of measuring complexes with use of indistinct basic data about the modes and conditions of carrying out checking (certification), namely, the features of alternatives ranging taking into account the possible options of various types of the estimates combination presented in the determined, stochastic, or indistinct forms. The main attention is paid to the development of specifying provisions concerning the application of ranging method on the maximum removal with use of the basic data formalized in an indistinct look allowing to exclude the assumptions obligatory in the case of application traditional of ranging methods of not dominated alternatives that private indicators of alternatives estimation are independent as far as aren’t equivalent, so and are incommensurable on importance, about additivity of private indicators, about an invariance of performance of the principle of transitivity when ranging alternatives. It is shown that the use of device of the theory of indistinct sets significantly supplements methodology of the solution of integer multicriteria optimization problems.

Радиолокационные системы дистанционного зондирования Земли на базе спутников со стабилизацией вращением

Title: 
Radar systems of Earthʼs remote sensing on the base of using satellites with rotation stabilization
Год/Year: 
2017
Начальная страница/First page: 
35
Краткое описание: 
В статье представлена математическая модель для исследования характеристик бортовой РЛС на основе синтезированной кольцевой антенной решётки P-диапазона для изучения ледовых покрытий; получены основные расчетные соотношения. Теоретический анализ подкреплен результатами моделирования в среде Matlab. Подтверждена адекватность использования разработанной модели на основе оценки получаемых характеристик бортовой РЛС.
Short description: 
The article presents a mathematical model to study the characteristics of the onboard radar based on the synthetic ring array R-band for the study of ice coatings; the basic design calculations are obtained. The theoretical analysis is supported by the simulation results in Matlab. The adequacy of using the developed model based on the evaluation of the obtained characteristics of the onboard radar is comfirmed.

Математическая модель системы символьной синхронизации наземной приемно-регистрирующей станции телеметрической информации в условиях флуктуаций амплитуды сигнала

Title: 
Mathematical model of symbol sinchronization system of terrestrial receiving and registering station of telemetric information in conditions of fluctuation signalʼs amplitude
Год/Year: 
2017
Начальная страница/First page: 
11
Краткое описание: 
В статье представлена математическая модель системы символьной синхронизации наземной приемно-регистрирующей станции телеметрической информации в условиях случайной начальной фазы и флуктуаций амплитуды принимаемого группового телеметрического сигнала по обобщенному закону Рэлея. Для формализации математической модели применен широко известный в технике связи подход, основанный на многоканальном поиско-пороговом обнаружении. Подтверждена адекватность использования разработанной модели на основе оценки получаемых характеристик обнаружения системы символьной синхронизации.
Short description: 
The article presents a mathematical model of the symbol synchronization system of terrestrial receiving and registering station of telemetric information in conditions by the random initial phase and the fluctuations of the amplitude of the received telemetric signal according to the generalized of Rayleigh law. For the formalization of the mathematical model is applied the widely known in communication engineering approach based on multiway search-detection threshold. The adequacy of using the developed model on the basis of evaluation of the characteristics of detecting symbol timing system is confirmed.

Методика повышения надежности функционирования систем, организованных на перепрограммируемых элементах

Title: 
Improving technique for reliable functioning of systems using reprogrammable elements
Год/Year: 
2016
Начальная страница/First page: 
87
Краткое описание: 
В данной статье кратко изложена методика повышения надежности сложных систем, в которых используются перепрограммируемые элементы.
Short description: 
This article briefly sets out the methodology for improving reliability of complex systems that use reprogrammable elements.

Математическая модель обоснования вариантов реконфигурации распределенной автоматизированной контрольно-измерительной системы

Title: 
Mathematical model for justification of options reconfigurations of the distributed automated control and measuring system
Год/Year: 
2016
Начальная страница/First page: 
56
Краткое описание: 
Представлены результаты исследований особенностей применения методов многокритериального выбора в нечёткой среде при обосновании вариантов реконфигурации распределенной автоматизированной контрольно-измерительной системы с использованием нечетких исходных данных о режимах и условиях проведения измерений (контроля). Разработанная математическая модель, в отличие от существующих, позволяет исключить ряд допущений и ограничений, характерных для случаев, когда динамические характеристики управляемого процесса и внешних воздействий на процесс известны, в лучшем случае, с точностью до параметров, которые могут непредсказуемо меняться в широких пределах и для их описания необходимо использовать векторные показатели с большим числом компонент. Показано, что применение аппарата теории нечетких множеств существенно дополняет методологию решения задач синтеза оптимальных и адаптивных систем. Модель в значительной степени универсальна для применения как в самоорганизующихся распределенных автоматизированных контрольно-измерительных системах – системах с автоматической реконфигурацией структуры, так и в самоалгоритмизирующихся – с автоматическим изменением алгоритма работы.
Short description: 
In this article are presented the results of researches of features of application of methods of a multicriteria choice in the indistinct environment at justification of options of reconfi guration of the distributed system automated control and measuring with use of indistinct basic data about the modes and conditions of carrying out measurements (control). The developed mathematical model, unlike the existing allows to exclude a number of assumptions and restrictions, characteristic for cases when dynamic characteristics of the operated process and external impacts on process are known at best to within parameters which can is unpredictable to change in wide limits and for their description it is necessary to use vector indicators with a large number a component. It is shown that use the of device of theory of indistinct sets signifi cantly supplements methodology of the solution of problems of synthesis of optimum and adaptive systems. The model is substantially universal for application as in the self-organizing distributed automated control and measuring systems – systems with automatic reconfi guration of structure, and in the systems which are independently changing the algorithm of functioning.

Актуальные проблемы защиты информации в современных автоматических телефонных станциях

Title: 
Actual problems of information protection in modern automatic telephone stations
Год/Year: 
2015
№: 
10
Начальная страница/First page: 
65
Краткое описание: 
Статья посвящена актуальному вопросу, обозначенному в заголовке. Представлен анализ влияния применения достижений цифровой техники в АТС на защищенность информации. Наиболее подробно освещены варианты сценариев информационных атак. Ценным является также рассмотрение конкретных технологий информационного воздействия.
Short description: 
The article is devoted to the topical issue, marked in the headline. The analysis of effect of applications of digital technology in automatic telephoneexchange on secure information is presented. The scenarios of information attaks are highlighted in details. Valuable is also the consideration of specific technologies of informational infl uence.

Решение проблемы управления параллельным выполнением транзакций в распределенных базах данных для устранения опасной противоречивости

Title: 
Solution to the problem of concurrency control in distributed database transactions to eliminate dangerous inconsistency
Год/Year: 
2015
№: 
10
Начальная страница/First page: 
62
Краткое описание: 
Данная статья посвящена проблеме организации распределенных запросов и транзакций в распределенных гетерогенных базах данных геоинформационных систем. Показаны некоторые сложности управления параллельным выполнением и возможные решения.
Short description: 
This article deals with the problem of distributed queries and distributed transactions across heterogeneous databases of geographic information systems. Some complexities of concurrency management and their possible solutions are presented.

Страницы

Subscribe to RSS - А.А. Нечай