RU2744591C2 - Method and system for controlling computer communications in multilevel composite computer cluster - Google Patents

Method and system for controlling computer communications in multilevel composite computer cluster Download PDF

Info

Publication number
RU2744591C2
RU2744591C2 RU2019116927A RU2019116927A RU2744591C2 RU 2744591 C2 RU2744591 C2 RU 2744591C2 RU 2019116927 A RU2019116927 A RU 2019116927A RU 2019116927 A RU2019116927 A RU 2019116927A RU 2744591 C2 RU2744591 C2 RU 2744591C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
objects
signals
computer
hierarchy
cluster
Prior art date
Application number
RU2019116927A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2019116927A (en
RU2019116927A3 (en
Inventor
Геннадий Георгиевич Стецюра
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук
Priority to RU2019116927A priority Critical patent/RU2744591C2/en
Publication of RU2019116927A publication Critical patent/RU2019116927A/en
Publication of RU2019116927A3 publication Critical patent/RU2019116927A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2744591C2 publication Critical patent/RU2744591C2/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F13/00Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F13/00Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F13/10Program control for peripheral devices
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F9/00Arrangements for program control, e.g. control units
    • G06F9/06Arrangements for program control, e.g. control units using stored programs, i.e. using an internal store of processing equipment to receive or retain programs
    • G06F9/46Multiprogramming arrangements
    • G06F9/54Interprogram communication

Abstract

FIELD: computer equipment.
SUBSTANCE: invention relates to computer engineering. Method of controlling computer connections in a multilevel composite computer cluster comprising computer controllers - objects kOi and communication modules kMS, characterized by that at each hierarchical level equal to k = 0 and more, leader - one of objects kOi, directly connected to communication module kMS of hierarchy level k, sends command through kMS to communication modules of next level of hierarchy k+1MS and directly connected to them objects k+1Oi, wherein k+1MS modules are sent in kMS signal of beginning of barrier synchronization and interrupt transmission of signals from kMS to objects k+1Oi, interacting only with their k+1MS under control of one of objects k+1Oi - leader of level hierarchy k+1, which, after completion of actions specified by command, stops transmission from k+1MS to kMS of barrier signal and restores communication between kMS and k+1Oi.
EFFECT: technical result consists in wider range of the same purpose tools.
2 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к разделу вычислительной техники, в частности, к способам и техническим средствам, организующим взаимодействие компьютеров в компьютерных кластерах.The invention relates to the field of computer technology, in particular, to methods and technical means for organizing the interaction of computers in computer clusters.

Под многоуровневым составным компьютерным кластером, выполняющим распределенные вычисления сетевыми средствами понимается кластер, состоящий из групп простых компьютерных кластеров. При этом в простом кластере его компьютеры обмениваются сообщениями с помощью средств, принадлежащих только этому кластеру. В составном кластере компьютеры, входящие в разные простые кластеры для обмена сообщениями должны привлекать внешние по отношению к этим кластерам средства. Многоуровневость составного кластера означает возможность объединить простые кластеры в иерархическую структуру так, что выше стоящие в иерархии кластеры могут управлять действиями ниже стоящих кластеров, и для любых двух простых кластеров существует иерархия кластеров, с помощью средств которых будет выполняться обмен сообщениями указанных кластеров.A multilevel composite computer cluster performing distributed computing by network means is understood as a cluster consisting of groups of simple computer clusters. At the same time, in a simple cluster, its computers exchange messages using tools that belong only to this cluster. In a composite cluster, computers belonging to different simple clusters for messaging must use means external to these clusters. The multilevel structure of a composite cluster means the ability to combine simple clusters into a hierarchical structure so that the clusters higher in the hierarchy can control the actions of the lower-standing clusters, and for any two simple clusters there is a cluster hierarchy, with the help of which the messages of the specified clusters will be exchanged.

В современных суперкомпьютерах и компьютерных кластерах используются группы компьютеров, которые передают по собственной инициативе сообщения и задания на выполнение распределенных вычислений другим компьютерам системы. Используется выполнение таких вычислений непосредственно сетевыми средствами (In-Network Computing), которые для этого содержат вычислительные средства - сетевые компьютеры. Возможно также проведение ряда вычислений сетевыми средствами, не имеющими сетевых компьютеров, (см. Компьютерная сеть с быстрой распределенной перестройкой своей структуры и обработкой данных в процессе их передачи, Проблемы управления №1. 2017. С. 47-56; Сетевая информационно-вычислительная поддержка взаимодействия подвижных роботов, Проблемы управления №5. 2018. С. 56-65.)Modern supercomputers and computer clusters use groups of computers that, on their own initiative, transmit messages and tasks to perform distributed computing to other computers in the system. The execution of such calculations is used directly by network means (In-Network Computing), which for this purpose contain computing means - network computers. It is also possible to carry out a number of calculations by network tools that do not have network computers (see Computer network with a fast distributed restructuring of its structure and data processing in the process of their transfer, Control problems No. 1. 2017. P. 47-56; Network information and computational support interaction of mobile robots, Control problems No. 5. 2018. pp. 56-65.)

Вторая публикация взята в качестве прототипа для способа данного изобретения. Прототип ориентирован на имеющие компьютеры системы мобильных роботов, в которых компьютеры объединены беспроводными ненаправленными оптическими или радиоканалами и модулей связи.The second publication is taken as a prototype for the method of the present invention. The prototype is focused on the systems of mobile robots with computers, in which computers are connected by wireless non-directional optical or radio channels and communication modules.

Предлагаемые в патенте решения ориентированы на обеспечение возможностей прототипа, но для систем с отличающейся структурой. Поэтому более детально изложим основные возможности прототипа.The solutions proposed in the patent are focused on providing the capabilities of the prototype, but for systems with a different structure. Therefore, we will describe in more detail the main features of the prototype.

В прототипе каждый компьютер содержит сетевой контроллер управления обменом сообщениями с другими компьютерами системы; содержит модуль связи и направленные беспроводные оптические или радиоканалы связи компьютеров с модулем связи. Каждый сетевой контроллер содержит источник и приемник оптических или радиосигналов. Сетевой контроллер содержит также устройство управления взаимодействием компьютера с источниками и приемниками сообщений в системе.In the prototype, each computer contains a network controller for managing the exchange of messages with other computers in the system; contains a communication module and directional wireless optical or radio communication channels of computers with a communication module. Each network controller contains a source and a receiver for optical or radio signals. The network controller also contains a device for controlling the interaction of the computer with the sources and receivers of messages in the system.

Цель предлагаемого изобретения - разработка способа и системы управления связями компьютеров в многоуровневом составном компьютерном кластере, выполняющем распределенные вычисления сетевыми средствами.The purpose of the present invention is to develop a method and system for managing communications between computers in a multi-level composite computer cluster performing distributed computing by network means.

Для предлагаемого в патенте управления связями компьютеров в многоуровневом составном компьютерном кластере важны следующие компоненты структуры кластера прототипа и основные операции, в которых они участвуют. Эти компоненты - структура простого кластера, сетевые узлы, коммуникационный модуль. Операции - процедура запуска кластера, синхронизация, разрешение конфликтов доступа, асинхронная барьерная синхронизация, вычисления в сетевых средствах кластера.The following components of the prototype cluster structure and the main operations in which they participate are important for the proposed in the patent management of computers in a multilevel composite computer cluster. These components are a simple cluster structure, network nodes, a communication module. Operations - the procedure for starting a cluster, synchronization, resolution of access conflicts, asynchronous barrier synchronization, calculations in the network tools of the cluster.

Далее будут использованы следующие обозначения. Для модуля связи используется обозначение MS. Техническое средство компьютера - контроллер, выполняющий взаимодействие компьютеров посредством MS, назовем объектом Oi.In what follows, the following notation will be used. The communication module is designated MS. The technical means of a computer - a controller performing the interaction of computers by means of MS, will be called an object O i .

А. Сетевая структура простого кластера, сетевые узлы - модуль связи, объекты. Каждый компьютер предлагаемого кластера содержит сетевой контроллер, который является первым из типов узлов для сети - объектом, представляющим этот компьютер в компьютерном кластере.A. Network structure of a simple cluster, network nodes - communication module, objects. Each computer in the proposed cluster contains a network controller, which is the first of the host types for the network — an object that represents that computer in the computer cluster.

На фиг. 1 объекты Oi, обозначены как 1. Объект инициирует и обеспечивает выполнение всех необходимых распределенных операций в кластере.FIG. 1 objects O i are designated as 1. The object initiates and ensures the execution of all the necessary distributed operations in the cluster.

Второй тип узла - это модуль связи MS, обозначенный здесь как 2. В сети имеется только один модуль связи. Объекты передают сигналы в модуль связи по каналам 3 и получают сигналы от модуля связи по каналам 4. Оба вида каналов могут быть направленными и ненаправленными, проводными и беспроводными, передающими оптические или радиосигналы. Взаимодействие между объектами через MS осуществляется следующим образом.The second type of node is the MS communication module, referred to here as 2. There is only one communication module in the network. Objects transmit signals to the communication module via channels 3 and receive signals from the communication module via channels 4. Both types of channels can be directional and non-directional, wired and wireless, transmitting optical or radio signals. Interaction between objects via MS is carried out as follows.

Объекты должны отправлять сигналы частоты ƒ1 для передачи двоичной единицы и частоты ƒ0. для передачи двоичного нуля в MS. Модуль MS преобразует эти сигналы соответственно в сигналы *ƒ1 и *ƒ0 других частот и отправляет их всем объектам. Данные сигналы имеют одинаковую длительность для всей сети.Objects must send signals of frequency 1 to transmit binary one and frequency ƒ 0. to transmit binary zero to the MS. The MS module converts these signals respectively into * сигналы 1 and * ƒ 0 signals of other frequencies and sends them to all objects. These signals have the same duration for the entire network.

Для управления асинхронными процессами объекты используют сигналы ƒ2 и *ƒ2. Сигналы ƒ2 отправляют объекты. Каждый ƒ2 имеет продолжительность, требуемую конкретным процессом. Модуль MS отправляет сигналы *ƒ2 объектам, если он принимает хотя бы один сигнал ƒ2.Objects use signals ƒ 2 and * ƒ 2 to control asynchronous processes. Signals ƒ 2 send objects. Each ƒ 2 has a duration required by a particular process. The MS module sends signals * ƒ 2 objects if it receives at least one signal ƒ 2 .

Компьютеры кластера являются стационарными. Следовательно, можно один раз определить время прохождения сигнала между каждым объектом кластера и MS. Это время необходимо для получения высокой производительности всех распределенных вычислений. Его можно не измерять, если не требуются быстрые распределенные операции.Cluster computers are stationary. Therefore, it is possible to determine the transit time of the signal between each cluster object and the MS once. This time is required to obtain high performance for all distributed computing. It can be omitted if fast distributed operations are not required.

В. Синхронизация. Задача синхронизации - доставка в MS группы сообщений объектов в виде одного общего сообщения, содержащего сообщения объектов, следующих одно за другим без временных пауз между ними, а также в виде одного сообщения с совпадением одинаковых битов сообщений объектов. Применяются три вида синхронизации: синхронизация с помощью специальной команды, синхронизация с устранением конфликтов доступа MS и барьерная синхронизация.B. Synchronization. The task of synchronization is delivery to MS of a group of object messages in the form of one general message containing messages of objects following one after another without time pauses between them, as well as in the form of one message with the coincidence of identical bits of object messages. There are three types of synchronization: special command synchronization, MS access conflict resolution, and barrier synchronization.

В первом варианте один из объектов отправляет команду синхронизации через MS всем объектам. После ее получения объекты отправляют сообщения в MS с задержкой, учитывающей удаленность объекта от MS. Объекту известен интервал времени Tmax - интервал не менее времени распространения сигнала между самым удаленным объектом и MS. После получения команды объект отправляет сообщение с задержкой Di=Tmax-Ti, где Ti - время распространения сигнала между Oi и MS.In the first variant, one of the objects sends a synchronization command via MS to all objects. After receiving it, the objects send messages to the MS with a delay, taking into account the distance of the object from the MS. The object knows the time interval T max - the interval is not less than the propagation time of the signal between the most distant object and the MS. After receiving the command, the object sends a message with a delay D i = T max -T i , where T i is the signal propagation time between O i and MS.

В этом случае биты сообщений с одинаковыми именами поступают в MS одновременно от всех объектов, и все объекты получают общее сообщение от MS - результат наложения сигналов от объектов сообщений.In this case, message bits with the same names arrive at the MS simultaneously from all objects, and all objects receive a common message from the MS - the result of overlapping signals from message objects.

Во втором варианте, при отсутствии сигналов от MS, объекты начинают передавать сообщения, обнаруживают конфликт в MS и отправляют двоичную шкалу в MS. Шкала имеет количество битов, равное количеству объектов, и имеет цифру один в битах, соответствующих объектам, которые должны отправить сообщение. Получив эту шкалу от MS, объекты упорядочение отправляют сообщения. Этим конфликт устраняется для всех конфликтующих объектов.In the second variant, in the absence of signals from the MS, the objects begin to transmit messages, detect a collision in the MS, and send a binary scale to the MS. The scale has the number of bits equal to the number of objects, and has a digit one in the bits corresponding to the objects that must send the message. Having received this scale from MS, the sequencing objects send messages. This removes the conflict for all conflicting objects.

При асинхронной барьерной синхронизации участвующие в ней объекты посылают сигналы в MS на частоте ƒ2. Модуль MS возвращает объекту сигнал с частотой *ƒ2. По завершении работы объект удаляет сигнал ƒ2. Исчезновение сигнала *ƒ2 в объектах является моментом синхронизации.In asynchronous barrier synchronization, the participating entities send signals to the MS at a frequency ƒ 2 . The MS module returns a signal to the object with a frequency * ƒ 2 . Upon completion of work, the object removes signal ƒ 2 . The disappearance of the signal * ƒ 2 in objects is the moment of synchronization.

C. Представление данных в кластере. Распределенные данные обрабатываются либо полностью в модуле связи, либо с выполнением в нем значительной части таких вычислений.C. Presentation of data in a cluster. The distributed data is processed either entirely in the communication module, or with a significant part of such calculations being performed in it.

Для этого используются парафазное кодирование двоичных цифр и представление цифр чисел в виде логических шкал.For this, paraphase coding of binary digits and the representation of the digits of numbers in the form of logical scales are used.

При парафазном кодировании цифра «один» представлена последовательностью сигналов ƒ1ƒ0, цифра «ноль» - последовательностью ƒ0ƒ1.In paraphase coding, the digit "one" is represented by the sequence of signals ƒ 1 ƒ 0 , the digit “zero” - by the sequence ƒ 0 ƒ 1 .

При использовании логической шкалы каждая цифра числа, заданного в системе счисления с произвольным основанием р, представлена двоичной шкалой, число битов в которой равно р. В шкале только один бит, соответствующий значению цифры, равен 1, а остальные равны 0. Например, для р=10 и цифры 7 шкала имеет вид 001000000.When using a logical scale, each digit of a number given in the base p number system is represented by a binary scale, the number of bits in which is equal to p. In the scale, only one bit, corresponding to the value of the digit, is equal to 1, and the rest are equal to 0. For example, for p = 10 and the digit 7, the scale is 001000000.

Примеры вычислений.Examples of calculations.

D. Логические операции И, ИЛИ. Объекты синхронно передают биты данных в MS, используя парафазное представление двоичных цифр 1 и 0. Если выполняется операция И, комбинация сигналов ƒ1ƒ0, которая возникает в результате наложения сигналов в MS, дает результат операции, равный 1, в противном случае получается результат равный 0. Для операции ИЛИ комбинация ƒ0ƒ1 дает результат операции 0, в противном случае 1.D. Logical operations AND, OR. Objects synchronously transmit data bits to the MS using the paraphase representation of the binary digits 1 and 0. If the AND operation is performed, the combination of signals ƒ 1 ƒ 0 , which results from the superposition of signals in the MS, gives the operation result equal to 1, otherwise the result is equal to 0. For the OR operation, the combination ƒ 0 ƒ 1 gives the result of the operation 0, otherwise 1.

Эти операции выполняются в MS без задержки сигнала; Время расчета не зависит от количества участников операции. Логические элементы не используются для расчетов в MS.These operations are performed in the MS without signal delay; The settlement time does not depend on the number of participants in the operation. Logic gates are not used for calculations in MS.

E. Поиск МАХ и MIN. Для вычисления МАХ, объекты передают в MS наибольшую цифру своего числа, представленную в виде логической шкалы, и при получении от MS шкалы с несколькими единицами определяют наибольшее значение этой цифры для всех объектов одновременно. Следующая цифра передается объектами, которые передали наибольшую предшествующую цифру. МАХ будет получен после передачи всех цифр номеров. Для расчета MIN объекты определяют минимальные значения цифр. Увеличение базы р ускоряет операцию, поскольку уменьшается количество обменов сообщениями.E. Search for MAX and MIN. To calculate MAX, objects transmit to the MS the largest digit of their number, represented as a logical scale, and upon receipt of a scale with several units from the MS, the largest value of this digit is determined for all objects at the same time. The next digit is transmitted by the entities that passed the largest leading digit. MAX will be received after all digits of the numbers have been transmitted. To calculate MIN, objects determine the minimum values of the digits. Increasing the base p speeds up the operation because the number of message exchanges decreases.

F. Аналого-цифровые операции. В прототипе показано, как при наличии в модуле связи аналого-цифрового преобразователя уровней сигналов непосредственно в сетевом модуле выполняются быстрые сетевые операции суммирования. Время суммирования не зависит от количества объектов, участвующих в операции.F. Analog-to-digital operations. The prototype shows how, if there is an analog-to-digital converter of signal levels in the communication module, fast network summing operations are performed directly in the network module. The summation time does not depend on the number of objects participating in the operation.

Недостаток способа в прототипе в том, что в нем не предусмотрена возможность разделить все компьютеры системы на иерархически организованные группы - кластеры так, чтобы в каждом кластере одновременно выполнялась независимая (автономная) обработка данных, с обменом сообщениями в пределах кластера. Это снижает производительность такой системы.The disadvantage of the method in the prototype is that it does not provide for the ability to divide all the computers in the system into hierarchically organized groups - clusters so that in each cluster independent (autonomous) data processing is simultaneously performed, with the exchange of messages within the cluster. This reduces the performance of such a system.

В качестве прототипа системы, взята система, приведенная в указанной выше статье - Сетевая информационно-вычислительная поддержка взаимодействия подвижных роботов, Проблемы управления №5. 2018. С. 56-65.As a prototype of the system, the system given in the above article is taken - Network information and computational support for the interaction of mobile robots, Control problems No. 5. 2018.S. 56-65.

Недостаток системы в прототипе состоит в том, что она не позволяет использовать одновременно несколько иерархически связанных модулями связи кластеров для одновременного автономного выполнения работ в нескольких кластерах с независимыми обменами сообщениями в кластере. Это замедляет процесс обработки данных.The disadvantage of the system in the prototype is that it does not allow the simultaneous use of several hierarchically linked cluster communication modules for simultaneous autonomous execution of work in several clusters with independent messaging in the cluster. This slows down the processing of data.

Задача настоящего изобретения для способа состоит в устранении недостатка прототипа - невозможности обработки данных одновременно несколькими группами компьютеров, взаимодействующих в пределах группы и разработка для этого способа управления иерархическими связями компьютеров в многоуровневом составном компьютерном кластере, использующем группу модулей связи для выполнения распределенные вычислений сетевыми средствами.The object of the present invention for the method is to eliminate the disadvantage of the prototype - the impossibility of processing data simultaneously by several groups of computers interacting within the group and to develop for this a method for managing hierarchical connections of computers in a multi-level composite computer cluster using a group of communication modules to perform distributed computing by network means.

Техническим результатом для способа является включение в него способов взаимодействия компьютеров с группой модулей связи и способов управления иерархическими связями компьютеров в многоуровневом составном компьютерном кластере, использующем группу модулей связи для выполнения распределенных вычислений сетевыми средствами.The technical result for the method is to include in it methods of interaction of computers with a group of communication modules and methods for managing hierarchical connections of computers in a multilevel composite computer cluster using a group of communication modules to perform distributed computing by network means.

Технический результат способа достигается тем, что на каждом уровне иерархии, равном k=0 и более, лидер - один из объектов kOi, непосредственно связанных с модулем связи kMS уровня иерархии k, посылает команду через kMS указанным в команде модулям связи следующего уровня иерархии k+1MS и непосредственно связанным с ними объектам k+1Oi, при этом модули k+1MS посылают в kMS сигнал начала барьерной синхронизации и прерывают передачу сигналов от kMS объектам k+1Oi, связанным с этими k+1MS, которая впоследствии восстанавливается по команде от kOi, и эти k+1Oi, продолжают работать автономно, взаимодействуя только со своим k+1MS под управлением одного из объектов k+1Oi - лидера уровня иерархии k+1, который после завершения заданных командой действий останавливает передачу от k+1MS к kMS сигнала барьерной синхронизации и восстанавливает связь между kMS и k+1Oi в результате чего kMS, k+1MS, kOi и k+1Oi начинают посылать сигналы связанным с ними непосредственно модулям связи и объектам и принимать от них сигналы.The technical result of the method is achieved by the fact that at each level of the hierarchy equal to k = 0 and more, the leader, one of the objects k O i , directly connected with the communication module k MS of the hierarchy level k, sends a command through the k MS to the communication modules of the next hierarchy level k + 1 MS and directly related objects k + 1 O i , while the k + 1 MS modules send the barrier synchronization start signal to the k MS and interrupt the signal transmission from k MS to the objects k + 1 O i associated with these k + 1 MS, which is subsequently restored by a command from k O i , and these k + 1 O i continue to work autonomously, interacting only with their k + 1 MS under the control of one of the objects k + 1 O i - the leader of the hierarchy level k +1, which, after the completion of the actions given by the command, stops the transmission from k + 1 MS to k MS of the barrier synchronization signal and restores communication between k MS and k + 1 O i, as a result of which k MS, k + 1 MS, k O i and k +1 O i begin to send signals to their associated direct about communication modules and objects and receive signals from them.

Задача настоящего изобретения для системы устройств состоит в устранении указанного недостатка системы устройств прототипа - невозможности использовать одновременно несколько модулей связи и создания организованного многоуровневого составного компьютерного кластера, использующего эту группу модулей связи для выполнения распределенных вычислений сетевыми средствами.The objective of the present invention for a system of devices is to eliminate the indicated drawback of the system of devices of the prototype - the inability to use several communication modules simultaneously and to create an organized multi-level composite computer cluster using this group of communication modules to perform distributed computing by network means.

Технический результат для системы устройств состоит в том, что она решает указанную задачу создания иерархическими организованного многоуровневого составного компьютерного кластера, использующего группу модулей связи для выполнения распределенных вычислений сетевыми средствами.The technical result for a system of devices is that it solves the specified problem of creating a hierarchically organized multi-level composite computer cluster using a group of communication modules to perform distributed computing by network means.

Технический результат для системы достигается тем, что на каждом уровне иерархии k≥0, она содержит модули связи kMS и контроллеры в компьютерах - объекты kOi, причем беспроводными или проводными линиями связи выполнены соединения соответственно между kMS и k+1MS , между kMS и kOi, между k+1MS и k+1Oi, и в каждом из указанных устройств есть приемники посланных ему сигналов и источники посылаемых им сигналов приемникам этих устройств, а в модулях связи k+1MS содержатся блоки, разрывающие и восстанавливающие связь между устройствами уровней иерархии k и k+1, и блок управления ими, причем kOi содержат также блок управления для обмена командами и сигналами с компьютером.The technical result for the system is achieved by the fact that at each level of the hierarchy k≥0, it contains communication modules k MS and controllers in computers - objects k O i , and wireless or wired communication lines make connections between k MS and k + 1 MS, respectively, between k MS and k O i , between k + 1 MS and k + 1 O i , and each of these devices has receivers of signals sent to it and sources of signals sent by them to receivers of these devices, and communication modules k + 1 MS contain blocks , breaking and restoring communication between devices of hierarchy levels k and k + 1, and a control unit for them, and k O i also contain a control unit for exchanging commands and signals with a computer.

Техническая сущность и принцип действия предложенной системы устройств поясняются чертежами.The technical essence and principle of operation of the proposed system of devices are illustrated by drawings.

Фиг. 1. Простой кластер.FIG. 1. Simple cluster.

Фиг. 2. Составной кластер.FIG. 2. Composite cluster.

Фиг. 3. Структура модуля связи.FIG. 3. The structure of the communication module.

Фиг. 4. Блок изоляции объектов соседних уровней иерархии.FIG. 4. Block of isolation of objects of neighboring levels of the hierarchy.

Фиг. 5. Структура объекта.FIG. 5. The structure of the object.

Приведенные на чертежах устройства следует рассматривать как примеры реализации предлагаемых в патенте устройств.The devices shown in the drawings should be considered as examples of the implementation of the devices proposed in the patent.

Краткое описание предложенного способа.Brief description of the proposed method.

Основная особенность способа управления связями компьютеров в многоуровневом составном компьютерном кластере следующая. На каждом уровне k иерархии составного кластера, отличном от верхнего нулевого уровня, один из объектов уровня k через модуль kMS посылает команду в модули связи уровней больше k, которая на время своего действия изолирует в указанных командой модулях все непосредственно связанные с ними объекты от сигналов предшествующих уровней. Это позволяет выделенных таким способом компьютерам действовать взаимосвязано и изолированно от других устройств, увеличивая общее быстродействие составного кластера.The main feature of the method of managing computer connections in a multilevel composite computer cluster is as follows. At each level k of the hierarchy of a composite cluster, other than the upper zero level, one of the objects of level k through the k MS module sends a command to communication modules of levels greater than k, which for the duration of its operation isolates in the modules indicated by the command all objects directly connected to them from signals previous levels. This allows dedicated computers to act interconnected and isolated from other devices, increasing the overall performance of the composite cluster.

Краткое описание предложенной системы устройств.Brief description of the proposed system of devices.

Основная особенность системы управления связями компьютеров в многоуровневом составном компьютерном кластере состоит в том, что на каждом уровне иерархии k≥0, она содержит модули связи kMS, а в компьютерах содержит контроллеры - объекты kOi. Соединения между kMS и k+1MS, между kMS и kOi, между k+1MS и k+1Oi выполнены беспроводными или проводными линиями связи. В каждом из указанных устройств есть приемники посланных ему сигналов и источники посылаемых им сигналов. Модули связи k+1MS содержат блоки, разрывающие и восстанавливающие связь между устройствами уровней иерархии k и k+1, и блок управления ими. Объекты kOi содержат блок управления для обмена командами и сигналами с компьютером.The main feature of the computer communications control system in a multilevel composite computer cluster is that at each level of the hierarchy k≥0, it contains communication modules k MS, and in computers it contains controllers - objects k O i . Connections between k MS and k + 1 MS, between k MS and k O i , between k + 1 MS and k + 1 O i are made by wireless or wired communication lines. Each of these devices has receivers of signals sent to it and sources of signals sent to them. Communication modules k + 1 MS contain blocks that break and restore communication between devices of hierarchy levels k and k + 1, and a control unit for them. Objects k O i contain a control unit for exchanging commands and signals with a computer.

Подробное описание предложенного способа.Detailed description of the proposed method.

Способ применяется к многоуровневому составному кластеру, содержащему центральный кластер и подчиненные кластеры. Он ориентирован на развитие структуры фиг. 1. В составном кластере рассматривается способ, состоящий из двух взаимодействующих способов - синхронного и асинхронного (автономного).The method is applied to a multilevel composite cluster containing a central cluster and subordinate clusters. It focuses on the development of the structure of FIG. 1. In a composite cluster, a method is considered that consists of two interacting methods - synchronous and asynchronous (autonomous).

Синхронный способ функционирования составного кластера.Synchronous way of functioning of a composite cluster.

Организация взаимодействия узлов составного кластера, состоящего из центрального и подчиненных кластеров, показана на фиг. 2. Приведенным ниже компонентам составного кластера на фиг. 2 присвоены числа, указанные ниже в тексте в скобках.The organization of the interaction of the nodes of a composite cluster, consisting of the central and subordinate clusters, is shown in Fig. 2. The following components of the composite cluster in FIG. 2 are assigned the numbers indicated in the text below in parentheses.

Здесь 0MS (5) - основной модуль связи нулевого уровня, принадлежащий центральному кластеру. Объекты 0О1,…,0Oi (6) напрямую связаны с 0MS. Подчиненные кластеры первого уровня 1Oi (8) с номерами i=1, …, k также подключены к 0MS через свои модули связи первого уровня 1MS1,…, 1MSk (7). Волоконно-оптические каналы (9) подключают объекты к модулям первого уровня: к модулю 1MS1- объекты

Figure 00000001
, к модулю 1MSk-объекты 1Ok.l,…, 1Ok.m. Модули 1MS подключены к 0MS также каналами (9).Here 0 MS (5) is the main zero-level communication module belonging to the central cluster. Objects 0 О 1 ,…, 0 O i (6) are directly related to 0 MS. Subordinate clusters of the first level 1 O i (8) with numbers i = 1, ..., k are also connected to 0 MS through their communication modules of the first level 1 MS 1 , ..., 1 MS k (7). Fiber optic channels (9) connect objects to first-level modules: to module 1 MS 1 - objects
Figure 00000001
, to module 1 MS k -objects 1 O kl ,…, 1 O km . Modules 1 MS are connected to 0 MS also by channels (9).

Для всех объектов составного кластера известны их удаленность от 0MS и наибольшая удаленность всех объектов от 0MS.For all objects of the composite cluster, their distance from 0 MS and the greatest distance of all objects from 0 MS are known.

Модуль 0MS работает, как описанный выше модуль MS простого кластера. Модули 1MS1 принимают сигналы ƒ0, ƒ1 и ƒ2 подключенных к ним объектов и, не изменяя частоту сигналов, передают их в 0MS. Поэтому 0MS воспринимает модули 1MS как объекты, соединенные с каналами (9).MS Module 0 operates like the Simple Cluster MS Module described above. Modules 1 MS 1 receive signals ƒ 0 , ƒ 1 and ƒ 2 of the objects connected to them and, without changing the frequency of the signals, transmit them to 0 MS. Therefore 0 MS treats 1 MS modules as objects connected to channels (9).

Модуль 0MS посылает сигналы *ƒ1, *ƒ0 и *ƒ2 не только объектам, но и модулям 1MS. Последние, как и 0MS, посылают эти сигналы своим объектам.Module 0 MS sends signals * ƒ 1 , * ƒ 0 and * ƒ 2 not only to objects, but also to modules 1 MS. The latter, like 0 MS, send these signals to their objects.

Таким образом, модули 1MS выполняют только функции повторителей (ретрансляторов) сигналов, принимаемых в 0MS от объектов. Система с модулями 1MS действует как система, содержащая только 0MS. Отличие только в том, что сигналы объектов любого кластера непосредственно не поступают к объектам других кластеров.Thus, 1 MS modules perform only the functions of repeaters (repeaters) of signals received at 0 MS from objects. A system with 1 MS modules acts as a system containing only 0 MS. The only difference is that signals from objects of any cluster do not go directly to objects of other clusters.

Процесс синхронизации в составном кластере должен быть уточнен. Пусть для упрощения кластеры для синхронизации используют шкалы синхронизации одинакового числа двоичных цифр. Количество подчиненных кластеров известно. Процесс синхронизации включает в себя все кластеры, которые передают свои шкалы в общем сообщении. От 0MS общая шкала вернется ко всем объектам. Это позволит объектам кластера синхронно отправлять свои сообщения одинаковой продолжительности.The synchronization process in a composite cluster needs to be refined. Let, for simplicity, the clusters use synchronization scales of the same number of binary digits for synchronization. The number of subordinate clusters is known. The synchronization process includes all clusters that transmit their scales in a common message. From 0 MS, the general scale will return to all objects. This will allow the cluster objects to synchronously send their messages of the same duration.

В этом процессе должно быть выполнено дополнительное условие. Сообщения объекта должны поступать без конфликтов не только на 0MS, но и на 1MS. Поскольку все расстояния между объектами 0MS и 1MS известны, для этого каждый объект должен отправлять любое из своих сообщений с дополнительной задержкой, учитывающей расстояние между 0MS и его 1MS, а также порядок передачи сообщений в 0MS от других 1MS, предшествующих в шкале синхронизации 1MS этого объекта.In this process, an additional condition must be met. Object messages should arrive without conflicts not only at 0 MS, but also at 1 MS. Since all distances between objects 0 MS and 1 MS are known, for this each object must send any of its messages with an additional delay, taking into account the distance between 0 MS and its 1 MS, as well as the order of messages in 0 MS from other 1 MS preceding in sync scale 1 MS of this object.

В таком составном кластере все методы обмена данными и цифровые операции аналогичны действиям кластера, который не имеет подчиненных кластеров. Также легко организовать работу со шкалами и сообщениями различной, но заранее известной длины. Можно работать с динамически изменяемыми длинами сообщений, но для этого необходимо указать эти длины в шкале синхронизации. Вместо этого можно отправить обычную шкалу синхронизации, за которой следует более короткая шкала, отправляемая только объектами, которые передают сообщения. Во второй шкале сообщается длина сообщений.In such a composite cluster, all communication methods and digital operations are similar to those of a cluster that has no subordinate clusters. It is also easy to organize work with scales and messages of different but known lengths. You can work with dynamically changing message lengths, but for this you need to specify these lengths in the synchronization scale. Instead, a normal sync timeline can be sent, followed by a shorter timeline sent only by entities that transmit messages. The second scale reports the length of the messages.

Синхронный способ может применяться независимо, но он также входит в состав следующего автономного способа.The synchronous method can be applied independently, but it is also included in the next stand-alone method.

Автономный способ функционирования составного кластера.An autonomous way of functioning of a composite cluster.

В отличие от предыдущего раздела, объекты, подключенные к модулям 1MS, работают в этом кластере автономно, не задерживая работу объектов в других кластерах. Вернемся сначала к простому кластеру. Пусть один из объектов U в кластере отправляет задание другим объектам. Каждый из этих объектов запускает асинхронную операцию, отправляет сигнал ƒ2 барьерной синхронизации в 0MS и завершает передачу ƒ2 после завершения задачи U. Модуль 0MS в ответ на ƒ2 отправляет сигнал *ƒ2 объектам и завершает передачу *ƒ2 при прекращении прихода к нему сигнала ƒ2. При отсутствии *ƒ2 объект U может отправлять новое задание.Unlike the previous section, objects connected to 1 MS modules work autonomously in this cluster, without delaying the operation of objects in other clusters. Let's go back to a simple cluster first. Let one of the U objects in the cluster send the job to other objects. Each of these objects starts an asynchronous operation, sends a ƒ 2 barrier synchronization signal at 0 MS, and completes transmission ƒ 2 upon completion of task U. The 0 MS module responds to ƒ 2 by sending a signal * ƒ 2 objects and completes transmission * ƒ 2 when the arrival is terminated to it signal ƒ 2 . If * ƒ 2 is absent, the U object can send a new job.

Для упрощения изложения действия модуля 1MS далее для упрощения изложения представлены в виде взаимодействия двух его частей 1MSa и 1MSb. Хотя эти части могут быть физически реализованы на полностью или частично совпадающих технических средствах, их логическое функционирование различно. Перевод центральным кластером модуля 1MS в автономный режим состоит из следующих этапов.To simplify the presentation, the actions of the 1 MS module are further presented to simplify the presentation in the form of interaction of its two parts 1 MS a and 1 MS b . Although these parts can be physically implemented on fully or partially overlapping technical means, their logical functioning is different. Taking the central cluster of module 1 MS to offline mode consists of the following steps.

Этап 1. Произвольный объект центрального кластера - U отправляет команду C1. Модуль 1MS, получив команду С1, сообщает подключенным к нему объектам о предстоящей автономной работе. Модули 1MS и их объекты, которые получают команду С1, ждут команду С2 от объекта U. В С2 перечислены имена объектов - получателей С2. Для каждого объекта указывается действие или последовательность действий (программа), которые должен выполнить объект. Модуль 1MS выполняет этап 2.Stage 1. Arbitrary central cluster object - U sends command C1. Module 1 MS, having received the command C1, informs the objects connected to it about the forthcoming autonomous operation. Modules 1 MS and their objects, which receive the C1 command, wait for the C2 command from the U object. C2 lists the names of the C2 recipient objects. For each object, an action or sequence of actions (program) that the object must perform is indicated. MS module 1 performs stage 2.

Этап 2. После получения С2 модуль 1MS запрещает прохождение сигналов от 0MS к объектам данного модуля 1MS и сигналов этих объектов к 0MS. Часть 1MSa отправляет сигнал ƒ2 - признак барьерной синхронизации в 0MS. От модуля 0MS поступает сигнал *ƒ2. Объекты модуля 1MS будут асинхронно выполнять задачи, указанные в команде С2, выполняя этап 3.Stage 2. After receiving C2, the 1 MS module prohibits the passage of signals from 0 MS to the objects of this module 1 MS and signals of these objects to 0 MS. Part 1 MS a sends a signal ƒ 2 - a sign of barrier synchronization at 0 MS. Signal * 2 is received from 0 MS module. The objects of the MS module 1 will asynchronously execute the tasks specified in the C2 command, completing step 3.

Этап 3. Задание, полученное от 0MS, выделяет произвольный объект *U среди объектов 1MS. Объект *U должен управлять действиями остальных объектов модуля 1MS. Объект *U действует подобно объекту U центрального кластера. Объект *U также может быть выбран совместными действиями объектов 1MS.Step 3. The job received from 0 MS selects an arbitrary * U object among the 1 MS objects. The * U object must control the actions of the remaining objects of the module 1 MS. The * U object acts like the U object of the central cluster. Object * U can also be selected by joint actions of 1 MS objects.

Каждый объект, получивший команду от *U, отправляет части 1MSb сигнал ƒ2, а 1MSb превращает сигнал ƒ2 в сигнал *ƒ2, отправляемый объектам модуля 1MS.Each object that receives a command from * U sends signal ƒ 2 to part 1 MS b , and 1 MS b converts signal 2 into a signal * ƒ 2 sent to the objects of module 1 MS.

После завершения работы объект отключает свой сигнал ƒ2. При отсутствии сигналов ƒ2 модуль 1MSb отключает сигнал *ƒ2. В ответ объект *U либо продолжает работать с объектами 1MS, либо завершает работу и отправляет команду в часть 1MSa для завершения отправки сигнала ƒ2 в модуль 0MS. Объект *U также отменяет изоляцию своих объектов от центрального кластера.After completion of work, the object turns off its signal ƒ 2 . If there are no signals 2 , the 1 MS b module turns off the signal * ƒ 2 . In response, the * U object either continues to work with 1 MS objects, or terminates and sends a command to part 1 MS a to complete the sending of signal ƒ 2 to module 0 MS. Object * U also removes the isolation of its objects from the central cluster.

Этап 4. Когда модуль 0MS прекратит прием сигналов ƒ2, он прекратит передачу сигнала *ƒ2 объектам и модулям 1MS. После выполнения этапов 1-4 результаты вычислений в модулях 1MS остаются в объектах, подключенных к этим модулям, и недоступны в объектах, подключенных к 0MS. Для доступа к ним выполняется этап 5.Step 4. When the 0 MS module stops receiving signals ƒ 2 , it will stop transmitting the signal * ƒ 2 to objects and to 1 MS modules. After completing stages 1-4, the results of calculations in 1 MS modules remain in the objects connected to these modules and are not available in the objects connected to MS 0. To access them, step 5 is performed.

Этап 5. Предполагается, что в команде С2 объект *U получил задачу собрать данные из объектов, подключенных к 1MS, и сформировать из них данные, необходимые для объектов, подключенных к 0MS. Объект *U выполняет эти действия. Аналогично объект U собирает через модуль 0MS все данные от объектов.Stage 5. It is assumed that in the C2 command, the * U object received the task to collect data from objects connected to 1 MS, and to form from them the data necessary for objects connected to 0 MS. Object * U performs these actions. Similarly, object U collects all data from objects through module 0 MS.

Таким образом, разделение модуля 1MS на части 1MSa и 1MSb позволяет взаимодействовать двум асинхронным процессам. Часть 1MSa обеспечивает подключение модуля 1MS как объекта к 0MS. Часть 1MSb позволяет объектам, подключенным к модулю 1MS, работать автономно от всех объектов, подключенных к 0MS.Thus, dividing the 1 MS module into parts 1 MS a and 1 MS b allows two asynchronous processes to interact. Part 1 MS a provides connection of the 1 MS module as an object to 0 MS. Part 1 MS b allows objects connected to the 1 MS module to work autonomously from all objects connected to 0 MS.

Подчиненные модули 1MS по сравнению с 0MS должны иметь дополнительное оборудование для выполнения вышеуказанных действий.Slave modules 1 MS compared to 0 MS must have additional hardware to perform the above actions.

Этапы 1-5 могут быть изменены, чтобы включать количество уровней иерархии k, превышающее рассмотренное выше k=0, 1. Введем модули kMS с k>1 и подключим их в систему подобно подключению модулей 1MS к модулю 0MS. Если любой модуль связи k+1MS получает команду, разрывающую его соединение с вышестоящим в иерархии модулем связи kMS, тогда этот k+1MS по отношению к нижестоящим модулям связи и объектам действует подобно 1MS по отношению к 0MS. Это создает многоуровневую структуру.Stages 1-5 can be modified to include the number of hierarchy levels k exceeding the above k = 0, 1. Let's introduce k MS modules with k> 1 and connect them to the system like connecting MS modules 1 to MS module 0 . If any communication module k + 1 MS receives a command that breaks its connection with the higher communication module k MS in the hierarchy, then this k + 1 MS in relation to the lower communication modules and objects acts like 1 MS in relation to 0 MS. This creates a layered structure.

Если модули и объекты в текущий момент времени не используют автономный способ взаимодействия, то их действия не отличаются от действий при синхронном способе функционирования составного кластера.If modules and objects do not use an autonomous way of interaction at the current time, then their actions do not differ from those in a synchronous way of functioning of a composite cluster.

В составном кластере любой компьютер может быть заменен составным кластером.In a composite cluster, any computer can be replaced by a composite cluster.

Подробное описание предлагаемой системы управления связями компьютеров в многоуровневом составном компьютерном кластере.Detailed description of the proposed system for managing communications of computers in a multilevel composite computer cluster.

Предлагаемая система представлена для упрощения только нулевым и первым уровнями иерархии. Она показана на фиг. 2 и содержит модуль связи нулевого уровня 0MS (5), модули связи первого уровня 1MS11MSk (7), объекты нулевого уровня O1 - Oi (6), объекты первого уровня 1О1 - Om (8). Перечисленные устройства соединены каналами связи (9).The proposed system is presented for simplicity only at the zero and first levels of the hierarchy. It is shown in FIG. 2 and contains a communication module of the zero level 0 MS (5), communication modules of the first level 1 MS 1 ... 1 MS k (7), objects of the zero level O 1 - O i (6), objects of the first level 1 O 1 - O m ( 8). The listed devices are connected by communication channels (9).

На фиг. 3 приведено устройство модулей kMS 7, первого и более высоких уровней иерархии.FIG. 3 shows the arrangement of modules k MS 7, the first and higher levels of the hierarchy.

Устройство модулей связи 0MS и MS не рассматривается, так как оно непосредственно следует из устройства модулей 7. На фиг. 3 слева общий канал 9 представлен каналами 3 и 4, соединяющими модуль связи 7 с предшествующим уровнем иерархии, аналогично справа каналы 3 и 4 соединяют модуль связи со следующим уровнем иерархии.The design of communication modules 0 MS and MS is not considered, since it follows directly from the design of modules 7. FIG. 3 on the left, common channel 9 is represented by channels 3 and 4, connecting the communication module 7 with the previous level of hierarchy, similarly on the right, channels 3 and 4 connect the communication module with the next level of hierarchy.

Модуль 7 связи содержит блоки 13 и 11 приемников сигналов ƒ0, ƒ1, ƒ2 и *ƒ0, *ƒ1, *ƒ2 соответственно, переводящих их в электрические сигналы; блоки 12 и 14 источников сигналов ƒ0, ƒ1, ƒ2 и *ƒ0, *ƒ1, *ƒ2 соответственно, формирующих их в ответ на приход электрических сигналов; содержит блок 10 изоляции объектов соседних уровней иерархии, организация которого представлена на фиг. 4; содержит блок управления 15.Communication module 7 contains blocks 13 and 11 of receivers of signals сигналов 0 , ƒ 1 , ƒ 2 and * ƒ 0 , * ƒ 1 , * ƒ 2, respectively, converting them into electrical signals; blocks 12 and 14 of signal sources ƒ 0 , ƒ 1 , ƒ 2 and * ƒ 0 , * ƒ 1 , * ƒ 2, respectively, forming them in response to the arrival of electrical signals; contains a block 10 for isolating objects of neighboring levels of the hierarchy, the organization of which is shown in FIG. four; contains control unit 15.

В блоке 15 его входы 16, 20 подключены к выходам блоков 11, 13 соответственно, выходы 17, 19 подключены к входам блоков 12, 14, выход 18 подключен управляющему входу блока 10, который на фиг. 4 обозначен как 21. Здесь блок 21 содержит ключи 22, 23, 25. Для выполнений действий способа по изоляции объектов соседних уровней иерархии блок 15 управляет ключами 22, 23. Для разрыва связей посланный на вход 24 (фиг. 4) сигнал размыкает 22, 23 и замыкает 25.In block 15, its inputs 16, 20 are connected to the outputs of blocks 11, 13, respectively, outputs 17, 19 are connected to the inputs of blocks 12, 14, output 18 is connected to the control input of block 10, which is shown in FIG. 4 is designated as 21. Here, block 21 contains keys 22, 23, 25. To perform the method steps for isolating objects of neighboring levels of the hierarchy, block 15 controls the keys 22, 23. To break the connections, the signal sent to the input 24 (Fig. 4) opens 22, 23 and closes 25.

В прототипе используются аналого-цифровые операции, применяющие АЦП. Чтобы иметь такую возможность в предлагаемой системе, введен узел 26, включающий АЦП. Если с выхода 13 на узел 26 поступает требование выполнения аналого-цифровой операции, то на время выполнения этой операции и передачи ее результата в систему узел размыкает ключ 25.The prototype uses analog-to-digital operations using an ADC. To have such a possibility in the proposed system, a node 26 is introduced, which includes an ADC. If an analog-to-digital operation is requested from the output 13 to the node 26, then during the execution of this operation and the transmission of its result to the system, the node opens the key 25.

Конструкция объекта показана на фиг. 5. Здесь 27 - объект, т.е. сетевой контроллер компьютера, входящего в один из кластеров; 28 - блок управления; 29 - блок источников сигналов ƒ0, ƒ1, ƒ2, посылаемых в модуль связи по каналу 3; 30 - блок приемников сигналов *ƒ0, *ƒ1, *ƒ2, принимаемых от модуля связи по каналу 4. Блок управления 28 соединен с 29 и 30, а также соединен с компьютером кластера каналами 31 и 32, по которым передаются команды и сигналы, обеспечивающие действия предлагаемого способа.The construction of the object is shown in FIG. 5. Here 27 is an object, i.e. network controller of a computer included in one of the clusters; 28 - control unit; 29 - block of sources of signals ƒ 0 , ƒ 1 , ƒ 2 , sent to the communication module via channel 3; 30 - block of receivers of signals * ƒ 0 , * ƒ 1 , * ƒ 2 , received from the communication module via channel 4. Control unit 28 is connected to 29 and 30, and is also connected to the cluster computer by channels 31 and 32, through which commands and signals providing the action of the proposed method.

Claims (2)

1. Способ управления связями компьютеров в многоуровневом составном компьютерном кластере, содержащем контроллеры компьютеров - объекты kOi и модули связи kMS, характеризующийся тем, что на каждом уровне иерархии, равном k=0 и более, лидер - один из объектов kOi, непосредственно связанных с модулем связи kMS уровня иерархии k, посылает команду через kMS указанным в команде модулям связи следующего уровня иерархии k+1MS и непосредственно связанным с ними объектам k+1Oi, при этом модули k+1MS посылают в kMS сигнал начала барьерной синхронизации и прерывают передачу сигналов от kMS объектам k+1Oi, связанным с этими k+1MS, которая впоследствии восстанавливается по команде от kOi, и эти k+1Oi продолжают работать автономно, взаимодействуя только со своим k+1MS под управлением одного из объектов k+1Oi - лидера уровня иерархии k+1, который после завершения заданных командой действий останавливает передачу от k+1MS к kMS сигнала барьерной синхронизации и восстанавливает связь между kMS и k+1Oi, в результате чего kMS, k+1MS, kOi и k+1Oi начинают посылать сигналы связанным с ними непосредственно модулям связи и объектам и принимать от них сигналы.1. A method for managing computer connections in a multi-level composite computer cluster containing computer controllers - objects k O i and communication modules k MS, characterized by the fact that at each level of the hierarchy equal to k = 0 and more, the leader is one of the objects k O i directly connected to the communication module k MS of the hierarchy level k sends a command via k MS to the communication modules of the next hierarchy level k + 1 MS indicated in the command and to the objects k + 1 O i directly connected with them, while the k + 1 MS modules are sent to k MS signal of the beginning of barrier synchronization and interrupt the transmission of signals from k MS to objects k + 1 O i associated with these k + 1 MS, which is subsequently restored by a command from k O i , and these k + 1 O i continue to work autonomously, interacting only with its own k + 1 MS under the control of one of the objects k + 1 O i - the leader of the hierarchy level k + 1, which, after completing the actions specified by the command, stops the transmission of the barrier synchronization signal from k + 1 MS to k MS and restores communication between k MS and k + 1 O i , as a result of which k MS, k + 1 MS, k O i and k + 1 O i begin to send signals to and receive signals from directly related communication modules and objects. 2. Система управления связями компьютеров в многоуровневом составном компьютерном кластере, характеризующаяся тем, что на каждом уровне иерархии k≥0, она содержит модули связи kMS и контроллеры в компьютерах - объекты kОi, причем беспроводными или проводными линиями связи выполнены соединения соответственно между kMS и k+1MS, между kMS и kOi, между k+1MS и k+1Oi, и в каждом из указанных устройств есть приемники посланных ему сигналов и источники посылаемых им сигналов приемникам этих устройств, а в модулях связи k+1MS содержатся блоки, разрывающие и восстанавливающие связь между устройствами уровней иерархии k и k+1, и блок управления ими, причем kOi содержат также блок управления для обмена командами и сигналами с компьютером.2. A control system for computers in a multilevel composite computer cluster, characterized by the fact that at each level of the hierarchy k≥0, it contains communication modules k MS and controllers in computers - objects k О i , and wireless or wired communication lines are made, respectively, between k MS and k + 1 MS, between k MS and k O i , between k + 1 MS and k + 1 O i , and in each of these devices there are receivers of signals sent to it and sources of signals sent by them to receivers of these devices, and in communication modules k + 1 MS contain blocks that break and restore communication between devices of hierarchy levels k and k + 1, and a control unit for them, and k O i also contain a control unit for exchanging commands and signals with a computer.
RU2019116927A 2019-05-31 2019-05-31 Method and system for controlling computer communications in multilevel composite computer cluster RU2744591C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019116927A RU2744591C2 (en) 2019-05-31 2019-05-31 Method and system for controlling computer communications in multilevel composite computer cluster

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019116927A RU2744591C2 (en) 2019-05-31 2019-05-31 Method and system for controlling computer communications in multilevel composite computer cluster

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2019116927A RU2019116927A (en) 2020-11-30
RU2019116927A3 RU2019116927A3 (en) 2020-11-30
RU2744591C2 true RU2744591C2 (en) 2021-03-11

Family

ID=73727273

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019116927A RU2744591C2 (en) 2019-05-31 2019-05-31 Method and system for controlling computer communications in multilevel composite computer cluster

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2744591C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2789978C1 (en) * 2022-06-10 2023-02-15 федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Краснодарское высшее военное орденов Жукова и Октябрьской Революции Краснознаменное училище имени генерала армии С.М. Штеменко" Министерства обороны Российской Федерации Method for parallel data transmission in self-organizing radio networks of groups of robotics

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA200900001A3 (en) * 2008-01-10 2010-02-26 Параллелз Холдингз, Лтд. METHOD AND DEVICE FOR MANAGING COMPUTER FILE SYSTEM USING TREES FILE SYSTEM
RU2008138700A (en) * 2006-03-30 2010-04-10 Майкрософт Корпорейшн (Us) CREATING DISABLED RESOURCE TEMPLATES
US7840833B2 (en) * 2007-01-31 2010-11-23 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Managing a node cluster
US9804901B2 (en) * 2013-04-01 2017-10-31 Oc Acquisition Llc Update management for a distributed computing system
US10169097B2 (en) * 2012-01-23 2019-01-01 Microsoft Technology Licensing, Llc Dynamic quorum for distributed systems

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2008138700A (en) * 2006-03-30 2010-04-10 Майкрософт Корпорейшн (Us) CREATING DISABLED RESOURCE TEMPLATES
US7840833B2 (en) * 2007-01-31 2010-11-23 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Managing a node cluster
EA200900001A3 (en) * 2008-01-10 2010-02-26 Параллелз Холдингз, Лтд. METHOD AND DEVICE FOR MANAGING COMPUTER FILE SYSTEM USING TREES FILE SYSTEM
US10169097B2 (en) * 2012-01-23 2019-01-01 Microsoft Technology Licensing, Llc Dynamic quorum for distributed systems
US9804901B2 (en) * 2013-04-01 2017-10-31 Oc Acquisition Llc Update management for a distributed computing system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2789978C1 (en) * 2022-06-10 2023-02-15 федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Краснодарское высшее военное орденов Жукова и Октябрьской Революции Краснознаменное училище имени генерала армии С.М. Штеменко" Министерства обороны Российской Федерации Method for parallel data transmission in self-organizing radio networks of groups of robotics

Also Published As

Publication number Publication date
RU2019116927A (en) 2020-11-30
RU2019116927A3 (en) 2020-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2571655B2 (en) Protocol conversion mechanism, switching network and computer system
CN100452794C (en) Master node selection in clustered node configurations
JPH11259441A (en) All-to-all communication method for parallel computer
CN101739381A (en) Barrier synchronization apparatus, barrier synchronization process system and method
RU2744591C2 (en) Method and system for controlling computer communications in multilevel composite computer cluster
CN112042168B (en) AI training network and method
CN113746553B (en) Intelligent networking system based on multiple zones
CN109460379A (en) A kind of method and switching device of serial ports selection
JPWO2012032572A1 (en) calculator
JP2875448B2 (en) Data transfer device and multiprocessor system
JPH0831073B2 (en) I / O handler-
RU2656741C1 (en) Method and system of execution of distributed analog-digital summing and management of its implementation
US20190347241A1 (en) Distributed system
RU2115162C1 (en) Message routing network
CN103106229A (en) Synchronisation of data processing systems
KR101445997B1 (en) Engineering tool and programmable controller
CN113794958B (en) Intelligent networking control method based on multiple areas
CN113489792B (en) Method for reducing network transmission times among data centers in cross-data center cluster consensus algorithm
RU64456U1 (en) FIBER OPTICAL COMMUNICATION SYSTEM
SU1672462A1 (en) Semantic network processing unit
WO2021035398A1 (en) Synchronization circuit and synchronization chip
Stetsyura A Computer Network with Fast Distributed Reconfiguration and Data Processing During Transfer
RU2568785C2 (en) Transmission of signals by reflective signals between reflective memory devices
SU840867A1 (en) Device for interfacing computers
Stetsyura The simultaneous start of actions in a distributed group of automatic devices: a decentralized control method with a signal repeater