WO2009148356A1

WO2009148356A1 - Программно-аппаратный комплекс и способ управления им

Info

Publication number: WO2009148356A1
Application number: PCT/RU2008/000802
Authority: WO
Inventors: Игорь Николаевич ЕФИМОВ; Дмитрий Валерьевич ЖЕВНЕРЧУК; Андрей Валерьевич НИКОЛАЕВ
Priority date: 2008-06-06
Filing date: 2008-12-26
Publication date: 2009-12-10
Also published as: RU2008122873A

Abstract

Программно-аппаратный комплекс содержит блок управления загрузкой комплекса, соединенный с блоком управления комплексом, блок конфигурирования компонент, соединенный с блоком моделирования процесса загрузкой комплекса, блок моделирования и классификации компонент, соединенный с блоком построения профиля компонент через блок настройки компонент. Согласно способу, первоначально моделируют программно-аппаратные компоненты, подбирают модули, необходимые для включения компоненты в комплекс, производят настройку модулей в соответствии с системой унификации интерфейсов и последующую регистрацию её в сегменте комплекса, выполняют построение профиля компоненты, при этом происходит классификация компоненты и сбор заявок на создание модели для использования комплекса. Затем проводят эксперимент для достижения рационального использования комплекса, осуществляют настройку комплекса на оптимальные режимы работы, производят формирование управляющих сигналов и их передачу от управляющего блока к компонентам, и активируют работу комплекса.

Description

Программно-аппаратный комплекс и способ управления им

Изобретения относятся к информационным технологиям, а именно к методам и средствам интеграции программно-аппаратных систем в единую распределенную вычислительную систему, ориентированную на процессы исследования, и управления ей, как единым виртуальным информационным пространством.

Большинство организаций сфер науки и образования обладают специализированными лабораториями для проведения виртуальных экспериментов и реальных экспериментов с привлечением вычислительной техники, используемой для удаленного управления экспериментальными комплексами. Эти лаборатории представляют собой разрозненные программно-аппаратные комплексы, каждый из которых предназначен для решения узкого круга задач. Отсутствие единой среды не позволяет говорить о них как о едином виртуальном исследовательском пространстве. Известна система для удаленного эффективного анализа экспериментальных данных (патент EP 1045361A2 18.10.2000), в которой предлагается Интернет - ориентированная система, включающая базу данных курсовых работ и интерактивное программное обеспечение. Она имеет следующие недостатки: привязка системы к определенной программно-аппаратной платформе, сложность использования существующих инструментов моделирования, сложность интегрирования с системами построения профильной документации, ориентация только на учебный процесс.

Кроме того, известны система и способ для инструментария и баз знаний, доступных через Интернет для разработки протоколов, метаданных и управления экспериментами, заявка WO2004097585 11.11.2004, в которой предлагается база данных научной информации и система управления данными, которая включает в себя базу данных характеристик лаборатории, модуль ввода данных, позволяющий вводить данные об эксперименте и передавать данные о лаборатории и совокупность методов описания систем. Недостатками указанной системы и способа является то, что структуры данных не являются стандартизованными, что приводит к дополнительным затратам на усовершенствование, а также требуются большие затраты на расширение по произвольным программно-аппаратным комплексам, ориентированными на исследовательские процессы.

Также известна система сетевого анализа бизнес процессов по заявке JP2004145684A 20.05.2004, где предлагается аналитическая система, предназначенная для обработки результатов моделирования бизнес процессов. Недостатками являются: решение только аналитических задач и узкая область использования, ориентированная на бизнес процессы.

Анализ аналогов показал, что в настоящее время не найдено виртуальных лабораторий и исследовательских пространств, обладающих механизмами расширения по программно-аппаратным комплексам, ориентированными на исследовательские процессы.

В качестве прототипов были выбраны система и способ для проведения имитационных лабораторных экспериментов, по патенту CA 2457906, 17.07.2003 которые представляют собой средство подготовки и проведения виртуальных экспериментов. Система включает, по крайней мере, 2 объекта виртуального эксперимента, со своими структурами данных. Каждая структура данных включает, по крайней мере, 1 параметр, определяющий физические характеристики объектов виртуального эксперимента. Объекты эксперимента помещаются в виртуальную среду проведения эксперимента. Среда проведения эксперимента должна включать хотя бы 1 глобальный параметр и модуль, позволяющий описывать процесс математической моделью. Система поддерживает разбиение всех экспериментов на виртуальные лаборатории и включает в себя ядро имитации. Однако в системе имеются следующие недостатки: привязка системы к определенной программно-аппаратной платформе, сложность использования существующих инструментов моделирования, отсутствие поддержки сетевого режима, трудоемкость интегрирования с системами построения профильной документации и описание процессов только с применением математических уравнений. Задачами изобретений являются:

- обеспечение кроссплатформенности;

- расширение функциональных возможностей программно- аппаратного комплекса за счет интеграции существующих инструментов моделирования; - обеспечение многопользовательского режима работы с ресурсом;

- интеграция с системами построения профильной документации;

- включение в способ управления программно-аппаратным комплексом процесса моделирования загрузки. Достижение поставленных задач решается тем, что программно- аппаратный комплекс, включает блок управления загрузкой комплекса, соединенный с блоком управления комплексом, в который дополнительно введены блок конфигурирования компонент, соединенный с блоком моделирования процесса загрузки комплекса, блок моделирования и классификации компонент, соединенный с блоком построения профиля компонент через блок настройки компонент. Блок управления комплексом выполнен в виде модуля Wеb-браузера, соединенного с модулем регистрации и аутентификации пользователя, модулем отображения данных, модулем формирования и передачи управляющих сигналов, которые соединены с модулем шаблонов страниц, модулем обработки сообщений, через модуль генерации серверных интернет страниц, соединенным с модулем метафайл. Блок моделирования и классификации компонент выполнен в виде модуля сбора данных о компонентах, соединенного с модулем генерации модели компонент, модуля анализа компонент, соединенного с модулем кодирования модели компонент через модуль генерации расширенной модели компонент, модуля классификации компонент, соединенным с модулем генерации модели компонент и модулем базы знаний о моделях компонент.

Блок настройки компонент выполнен в виде модуля генерации интерфейса компонент, соединенного с модулем адаптации интерфейса к программной платформе компонент, модулем регистрации функциональности компонент и регистрации данных, формируемых компонентами, модуля генерации сервисных файлов, соединенного с модулем регистрации компонент в среде обмена сервисами и модулем регистрации компонент в комплексе.

Блок построения профиля компонент выполнен в виде модулей базы данных профилей, модуля база данных соответствия стандартов и уровней модели открытых систем, модуля базы данных соответствия стандартов и программных систем, модуля базы данных стандартов информационных технологий, модуля базы данных открытых программных систем, соединенных с модулем генерации шаблонов профилей, модуля кодирования моделей профилей, соединенного с модулем базы данных шаблонов проектирования профилей через модуль построения схем профилей и модулем регистрации профиля как стандарта, модуля генерации документации профиля, соединенного с модулем базы данных профилей.

Блок конфигурирования компонент выполнен в виде модуля конфигурации компонент, соединенного с модулем базы данных компонент, модуля генерирования сегментов комплекса, соединенного с модулем базы данных сегментов комплекса, модулем формирования схемы загрузки комплекса, соединенного с модулем базы данных сегментов комплекса, модулем сбора заявок через модуль базы данных заявок и модулем схемы загрузки комплекса.

Блок моделирования процесса загрузки комплекса выполнен в виде модуля базы данных модельной загрузки комплекса, соединенного с модулем генерации модельной загрузки, модулем оптимизации загрузки комплекса и модулем формирования имитационных моделей, которые соединены с модулем формирования статистики. Модуль базы данных алгоритмов планирования соединен с модулем формирования алгоритмов планирования. Блок управления загрузкой комплекса выполнен в виде модуля управления компонент, соединенного с модулем чтения схемы загрузки через модуль формирования управляющих сигналов, модуль анализа сигналов компонент и модуль оповещения пользователя.

Способ управления программно-аппаратным комплексом заключается в проведении имитационного моделирования с последующим экспериментированием, произведении расчета характеристик экспериментов с выводом информации о ходе эксперимента. При этом моделируют программно-аппаратные компоненты, подбирают модули, необходимые для включения компоненты в комплекс, производят настройку модулей в соответствии с системой унификации интерфейсов и последующую регистрацию ее в сегменте комплекса, выполняют построение профиля компоненты, осуществляют классификацию компоненты и сбор заявок на создание модели для использования комплекса, затем проводят эксперимент для достижения рационального использования комплекса, проводят настройку комплекса на оптимальные режимы работы, производят формирование управляющих сигналов и их передачу от управляющего блока к компонентам, и активируют работу комплекса. Компоненты моделируют и классифицируют с использованием базы знаний компонент. Компоненты настраивают с помощью файлов с описанием сервисов, которые регистрируют в комплексе и предоставляют пользователям через протокол передачи сервисов. Для компонент формируют стандартизованный профиль. Компоненты разделяют на сегменты по типу программного обеспечения и производительности. Схему загрузки комплекса предварительно описывают имитационной моделью, по которой проводят эксперимент. Результирующую схему загрузки комплекса формируют модулем оптимизации загрузки комплекса на основании статистики, формируемой в ходе эксперимента. Управление загрузкой комплекса осуществляют на основе схемы загрузки специальным модулем, часть которого функционирует на стороне блока управления загрузкой, а часть — на стороне компонента.

Программно-аппаратный комплекс и способ управления им обеспечивает возможность работать на любых системах с пропорциональным изменением производительности, независимо взаимодействуют с различными системами и службами, работают более чем на одной аппаратной платформе и/или операционной системе, а также используют технологию построения открытых систем, ориентированных на процессы исследования.

Сущность работы программно-аппаратного комплекса и способа управления им поясняется на фигурах 1 - 9, где: На фиг. l . показана структурная блок-схема системы управления программно-аппаратным комплексом, отражающая взаимодействие функциональных блоков;

На фиг.2 показан блок 1 управления комплексом, который обеспечивает представление данных пользователю и выполнение запросов, он управляет работой всего комплекса;

На фиг.З показан блок 2 моделирования и классификации компонент, который предназначен для определения принадлежности включаемой компоненты к определенной группе. Собирает и систематизирует данные, которые могут быть получены в процессе работы компоненты; б На фиг.4 показан блок 3 настройки компонент, который реализует функцию включения компоненты в систему и настройку компонент;

На фиг.5 показан блок 4 построения профиля компоненты, который позволяет анализировать и формировать профили включаемых компонент; На фиг.6 показан блок 5 конфигурирования компонент, который предназначен для формирования и последующей настройки сегментов комплекса из отдельных распределенных вычислительных узлов и создания плана их загрузки;

На фиг.7 показан блок 6 моделирования процесса загрузки комплекса, который выполняет оптимальное планирование сегментов комплекса на основе имитационного моделирования, использует данные о заявках из блока 5 и набор алгоритмов планирования, для обеспечения гибкости настройки модели;

На фиг.8 показан блок 7 управления загрузкой комплекса, который осуществляет распределение нагрузки на сегменты комплекса и непосредственно управляет поведением компонент, оповещает пользователей о текущем состоянии работы компоненты;

На фиг. 9 показана сегментация программно-аппаратного комплекса. Программно-аппаратный комплекс работает следующим образом.

Блок 1 (Фиг. 2) состоит из 7ми модулей. Модуль 1.1 реализует регистрацию, отображение данных и прием/передачу запросов. Страницы для браузера формируются соответственно модулями 1.2, 1.3, и 1.4. Модуль 1.6, используя шаблоны страниц из модуля 1.5, данные из модуля 1.8 обработки сообщений и схему соответствия шаблона и данные из модуля 1.7 метафайл подготавливает итоговые страницы.

На фиг.З представлен блок 2 моделирования и классификации компонент по трудоемкости включения компоненты в комплекс и состоит из 7 модулей. Модуль 2.1 осуществляет выявление и подготовку информации которую можно получить от компоненты. Модуль 2.2 предназначен для формирования модели компоненты на основе данных соответствующего ей класса, определенного с использованием модулей 2.3 и 2.4. Модули 2.5, 2.6 и 2.7 выполняют подготовку набора данных для проведения тестирования компоненты на соответствие стандартам открытых систем.

На фиг.4 представлен блок 3 настройки компонент, который осуществляет генерацию сервисных файлов для описания функциональности компоненты, способа доступа и данных, предоставляемых компонентой. Для этого модуль 3.3, используя модули 3.1 и 3.2, формируемых компонентой получает данные от блока 2 моделирования и классификации компоненты и генерирует описание интерфейсов. Далее модулем 3.4 производится интеграция компоненты и способа доступа к ней (интерфейса) в комплекс. В результате, в модуле 3.5 генерации сервисных файлов получаем описание функциональности компоненты, способа доступа и данных, предоставляемых компонентой. Модули 3.6 и 3.7 выполняют окончательную настройку компоненты для использования в комплексе.

На фиг.5 представлен блок 4 построения профиля компоненты, который наполняет базы данных профилей новыми профилями, не применявшимися ранее и состоит из 11 модулей. Модуль 4.1 предназначен для хранения и выдачи зарегистрированных профилей различных уровней. Модуль 4.2 устанавливает взаимосвязь между зарегистрированными стандартами и 7 уровнями открытых систем. Модуль 4.3 устанавливает взаимосвязь между зарегистрированными стандартами и программными системами, реализующими их. Модуль 4.4 осуществляет хранение и выдачу данных о стандартах, спецификациях и нормативных документах, регламентирующих функционирование и взаимодействие различных информационных технологий. Модуль 4.5 осуществляет хранение и выдачу данных о существующих программных системах, удовлетворяющих свойствам открытости. Модуль 4.6 предназначен для формирования шаблонов профилей конкретного вида деятельности на основании данных от модулей. Полученные шаблоны сохраняются в модуле 4.7. Модуль 4.8 и модуль 4.9 реализуют графический интерфейс пользователя для облегчения построения профиля в виде схем и автоматической генерации модели профиля для возможности использования в других подсистемах. Модуль 4.10 осуществляет процедуру регистрации профиля как стандарта открытых систем. Модуль 4.11 предназначен для формирования итоговой документации по профилю и сохранению ее в базе данных. На фиг.б представлен блок 5 конфигурирования компонент, который формирует схему загрузки комплекса и состоит из 8 модулей. Модуль 5.1 осуществляет удаленную настройку и конфигурирование программно-аппаратного ресурса комплекса. Модуль 5.3 хранит данные о готовых к работе компонентах. Модуль 5.5 предназначен для объединения распределенных сконфигурированных узлов в сегмент для повышения производительности решения однотипных задач. Данные о сегментах комплекса сохраняются в модуле 5.7. Модуль 5.6 выполняет составление расписания работы всех компонент в сегментах, которое сохраняет в модуле 5.8. Данные для модуля 5.6 поставляются из модулей 5.3, 5.7, 5.4. Модуль 5.2 сбора заявок осуществляет подготовку входных данных о поступивших заявках для их выполнения компонентами комплекса.

На фиг.7 представлен блок 6 моделирования процесса загрузки комплекса. Блок выполняет моделирование работы комплекса по использованию компонент для определенного сегмента и состоит из 7 модулей. Модуль 6.1 выполняет формирование распределения первоначальной загрузки компонент комплекса, получая данные из блока 5. Модуль 6.3 осуществляет хранение и выдачу расписания работы компонент определенного сегмента. Модуль 6.5 обеспечивает генерацию кода модели на основании данных модуля 6.3 и 6.7. Модуль 6.6 выполняет подготовку различных алгоритмов планирования нагрузки, которые сохраняются в модуле 6.7. Модуль 6.4 предназначен для выполнения имитационной модели, полученной из модуля 6.5, и получения статистических данных для модуля 6.2, осуществляющего оптимизацию и сохранение расписания работы компонент определенного сегмента. На фиг.8 представлен блок 7 управления загрузкой комплекса. Блок осуществляет распределение нагрузки на сегменты комплекса, непосредственное управление поведением компонент и состоит из 5 модулей. Модуль 7.1 обеспечивает получение и обработку данных расписания из блока 5. Модуль 7.2 осуществляет генерацию сигналов на запуск и останов компонент по расписанию, временный останов по запросу пользователя, останов по окончанию работы компоненты. Модуль 7.3 предназначен для получения статусных сигналов, сообщений о состоянии компоненты для осуществления мониторинга работы компонент. Модуль 7.4 обеспечивает отправку сообщений пользователю о ходе и этапе работы компоненты. Модуль 7.5 осуществляет непосредственное управление компонентами на физическом уровне.

На фиг.9 показана связь между подсетями физического и логического уровня. Заштрихованная область представляет собой совокупность компьютеров с одинаковым программным обеспечением. Группа компонент - совокупность компонент с одинаковой функциональностью и производительностью.

Производительность системы будет характеризоваться квантом времени, выделяемым операционной системой вычислительного узла на отдельный процесс. На практике удобно оперировать величиной минимального количества одновременно запущенных процессов на узле группы i (miii_рi) и максимального количества одновременно запущенных процессов на узле группы i (max_pi). Таким образом, на практике группа 1 ,2,3 характеризуются диапазонами [min_Pi, max_p,-] (Фиг. 9):

1. Группа 1 представляет собой граничный случай [1 , max_p]. Предполагается, что на вычислительных узлах этой группы • могут быть запущены до max_p процессов.

2. Группа 2 является сложной группой, предполагающей внутри себя гибкую настройку диапазонов. Обладает двух уровневой структурой и может быть разбита п подгрупп. 3. Группа 3 представляет собой граничный случай с одним единственным запущенным процессом.

Заявка — электронное сообщение пользователя, записываемое в базу данных. В заявке указывается требуемая лаборатория, период времени, кратный t_mi_n, требуемая группа производительности Тип заявки - свойство заявки, характеризующее ее с точки зрения потребления ресурсов процессора. Различаем 3 типа заявок:

- Тип 1 (заявка поступает на обслуживание без предварительного планирования, без гарантированной производительности);

- Тип 2 (заявка поступает на обслуживание с предварительным планированием, с гарантированной производительностью);

- Тип 3 (заявка поступает на обслуживание с предварительным планированием, с полным использованием вычислительного узла с требуемыми характеристиками процессора и оперативной памяти). Способ управления программно-аппаратным комплексом и функционирование системы осуществляется следующим образом.

Блок 1 создает пользовательскую консоль управления, посредством которой формируются управляющие сигналы другим блокам комплекса. Посредством блока 1 происходит вызов функциональности блоков 2-7 программно-аппаратного комплекса.

Из блока 1 вызывается блок 2. Блок 2 принимает первичную информацию о компонентах, кодирует ее и передает в блок 3, в котором происходит генерация интерфейсной части компонент, для включения ее в комплекс. Сформированная регистрационная информация передается в блок 4, где посредством блока 1 происходит формирование профиля включаемых компонент. Данные о включенных компонентах из блока 3 также, посредством блока 1 попадают в блок 5, в котором формируются сегменты комплекса и однозначно определяется сегмент для каждой компоненты. Данные о сегментах комплекса и включенных в них компонентах передаются в блок 6, в котором осуществляется моделирование загрузки комплекса и формируется последовательность и продолжительность загрузки каждого компонента. Эта информация кодируется и передается обратно в блок 5. Далее, информация о загрузке комплекса передается в блок 7, который активирует работу комплекса. В блоке 1 формируются группы страниц, для отображения в Wеb — браузере. Модуль 1.1 (Фиг. 2) генерирует управляющие сигналы, которые передаются модулю 1.6. Управляющий сигнал содержит идентификатор запрашиваемой страницы в формате URL.

Модуль 1.6 анализирует сигнал, преобразует его в формат запроса к базе данных и передает в модуль 1.7, в которой содержатся метаданные, включающие:

- идентификаторы серверных страниц, предназначенных для формирования наборов данных;

- идентификаторы шаблонов страниц, предназначенные для форматирования данных.

Модуль 1.7 возвращает требуемые страницы и шаблоны модулю 1.6. Модуль 1 .8 производит настройку рабочего режима: с установлением соединения, если возвращаемый набор данных является результатом SQL - запроса к базам данных и без установления соединения, если возвращаемый набор данных является XML файлом. Модуль 1.8 передает кодированный запрос источнику данных и возвращает полученный набор данных серверной странице модуля 1.6. Модуль 1.6 осуществляет наполнение шаблона страницы данными и передает готовую страницу в:

- модуль 1.2, если страница предназначена для регистрации и аутентификации пользователя; - модуль 1.3, если в задачи страницы входит только отображение данных о системе

- модуль 1.4, если страница содержит управляющие элементы для активации работы других блоков системы. Блок 1 получает данные из блока 2 через модуль 1.4. Модуль 2.1 передает в блок 1 XML файлы с описаниями анкет для ввода данных о компонентах:

- аппаратная платформа компонента;

- программная платформа компонента; - количество доступных (открытых) программных модулей компонента;

- интерфейсы компонента;

- входные данные, требуемые компонентом, включая наименование, тип, ограничение, комментарий; - данные, формируемые компонентом, включая наименование, тип, ограничения, комментарий;

- функции управления компонентом, включая наименование, список передаваемых параметров (наименование, тип, ограничения, комментарий), возвращаемый сигнал; - данные об управляющей системе компонента (на уровне исходных программных кодов, с использованием консоли операционной системы, с использованием встроенного интерфейса управления компонентом);

- наименование международных и национальных стандартов, с использованием которых разрабатывался компонент;

- наименование и коды документа с описанием международного стандартизованного профиля, если есть;

- данные о задачах, для решения которых предназначен компонент; - данные о типах лицензий на компонент;

- данные о разработчике компонента.

Блок 1 передает набор данных с описанием компонент, введенных посредством сгенерированных страниц-анкет, в модуль 2.1 и затем в модуль 2.2, где на основе полученных данных происходит формирование модели компоненты в виде ХМL-файла. Модуль 2.2 передает сформированный XML файл в модуль 2.3, который обращается к базе знаний 2.4 классов компонент, формирует модель знаний о компоненте, и возвращает в модуль 2.2 предварительные классификационные сведения о компоненте, включающие:

- степень открытости компонента, включая степень соответствия стандартам POSIX;

- степень участия разработчика компоненты в процессе включения ее в комплекс; - наименование и описание класса, в который входит компонента.

Модель компоненты с информацией о классе и предварительными оценками передаются в модуль 2.5, где формируется шаблон плана включения компонента в комплекс. Шаблон плана включает следующие данные: - количество сервисов, предоставляемых компонентой;

- наименование сервисов;

- описание сервисов;

- трудоемкость формирования файлов с описанием сервисов

- стоимость процесса включения компоненты в комплекс. Модель компонента и данные о шаблоне плана включения подается в модуль 2.6, в котором формируется расширенная модель компоненты и затем в модуль 2.7, где происходит его кодирование в XML формат и передача в блок 3.

При попадании в блок 3, XML файл с описанием расширенной модели передается в модули 3.1 и 3.2, в которых происходит синтаксический разбор и формирование шаблонов файлов с описанием сервисов компонент, которые будут доступны в комплексе. Шаблоны передаются в модуль 3.3, где на их основании происходит построение схем интерфейса компоненты. Схема передается в модуль 3.4, где происходит построение интерфейсного файла уже с учетом программно-аппаратной платформы компоненты. Такая гибкость осуществляется благодаря открытому генератору кода и средствам автоматизации построения интерфейсных файлов. Полученная модель и адаптированная под язык разработки компоненты интерфейсная часть передается в модуль 3.5, где на ее основе формируются сервисные файлы, которые регистрируются в качестве сервисов в модуле 3.6. После того, как сервисы зарегистрированы, он становятся доступны через протокол передачи сервисов, что обеспечивает обмен разнородной информацией между отдельными компонентами комплекса. После того, как компонента включена в комплекс, она документируется с помощью блока 4. Если разработка компоненты выполнялась по технологии открытых систем, то при построении ее модели, были переданы стандарты, которым соответствует компонента и/или государственные профили. В противном случае, на этапе включения компоненты в комплекс, необходимо выполнить процесс формирования профиля с нуля. Перед построением профилей формируют нормативные базы данных 4.1-4.5. С помощью модуля 4.6 строится библиотека шаблонов профилей, которые записываются в базу данных 4.7. С помощью шаблонов пользователь определяет: 1. Базовые наборы стандартов, применительно к разным типам компонент;

2. Классы стандартов по уровням модели открытых систем;

3. Соответствие бесплатного и коммерческого программного обеспечения, стандартам открытых систем. Шаблоны загружаются в модуль 4.8, для внесения корректив и затем в модуль 4.9 для преобразования их в формат XML. XML файл передается в модуль 4.10, где собирается регистрационная информация документа и посредством модуля 4.11 записывается в базу данных 4.1.

На следующем шаге производится конфигурирование компоненты как части комплекса на основе модели сегментации (фиг.9). Модуль 5.1 принимает данные о компоненте от блока 1 и осуществляет запись в базу данных 5.3 следующих данных:

1. логическое имя вычислительного узла компоненты;

2. IP адрес вычислительного узла; 3. IP адрес вычислительного узла, который предоставляет доступ к компоненте;

4. идентификатор программного обеспечения;

5. идентификатор программного обеспечения.

Блок 1 передает в модуль 5.2 электронную анкету с данными заявки, которые передаются в модуль 5.4. Идентификатор компоненты считывается модулем 5.5 и помещается в модуль 5.7 сегментов комплекса. Модуль 5.6 собирает данные о компонентах, сегментах и заявках, формирует XML файл исходной загрузки комплекса и передает в блок 6 для формирования конечной схемы загрузки комплекса. Модуль 6.1 преобразует XML файл с исходной загрузкой в специальный формат, необходимый для работы блока 6. Исходная схема загрузки в специальном формате помещается в базу данных 6.3. Блок 6 включает базу данных 6.7, в которой содержатся шаблоны алгоритмов планирования, выполненные с использованием языков имитационного моделирования, формируемые модулем 6.6 на основе спецификаций оформления алгоритмов. Модуль 6.5 считывает текущее состояние модельной загрузки из базы данных 6.3 и алгоритм планирования загрузки из базы данных 6.7 и формирует имитационную модель Имитационная модель передается в модуль 6.4, который производит расчет модели и полученную статистику передает в модуль 6.2. Передаваемые статистические данные включают: время обслуживания всех заявок, средние длины очередей ко всем группам компонент. Модуль 6.2 осуществляет проверку собранной статистики на граничные условия, включает оптимизационные алгоритмы, которые на основании собранной статистики вносят следующие изменения в базу данных 6.3 :

- перемещение вычислительного узла из одной группы в другую;

- добавление нового узла в группу;

- перемещение периода выполнения заявки с сохранением продолжительности выполнения; - изменение идентификатора вычислительного узла, который будет обслуживать заявку;

- разбиение периода выполнения на несколько частей, и ассоциация с ними идентификаторов разных вычислительных узлов (если за счет этого достигается увеличение пропускной способности комплекса).

Если статистические данные удовлетворяют ограничениям, то текущее состояние модельной загрузки принимается в качестве результирующего и блок 6 передает ее в блок 5. Модуль 5.6 формирует окончательную схему загрузки комплекса и записывает ее в базу данных 5.8. Управление передается блоку 7. Модуль 7.1 считывает информацию из базы данных 5.7. Каждая запись содержит следующие данные:

- идентификатор вычислительного узла;

- идентификатор сегмента комплекса;

- IP адрес вычислительного узла; - IP адрес точки доступа к вычислительному узлу, если доступ к нему осуществляется через другой вычислительный узел;

- идентификатор заявки;

- продолжительность обслуживания заявки;

- период, включающий даты и время начала и окончания обслуживания заявки. Считанная запись передается в модуль 7.2, который анализирует ее и формирует сигнал запуска эксперимента. Сигнал передается через модуль 7.5 на компонент и обрабатывается клиентским приложением модуля 7.2 на стороне клиента, который вызывает обслуживающий процесс, производит его инициализацию, включающую чтение и передачу модели из базы данных моделей. Компонент в процессе обработки заявки может формировать следующие сигналы:

- сигнал завершения обработки (системный сигнал);

- сигнал аварийного завершения обработки с кодом ошибки (системный сигнал) ;

- данные о ходе обработки (пользовательский сигнал). Системные сигналы передаются через модуль 7.5 в модуль 7.3, который их анализирует и передает инструкции по подготовке управляющих сигналов в модуль 7.2. Пользовательские сигналы передаются через модуль 7.5 в модуль 7.4, который пересылает их в блок 1. На фиг. 9 Ki - группа узлов с установленным определенным программным обеспечением (ПО). Гр 1, Гр 2, ... , Гр п — группы узлов с одинаковым ПО и разным квантом времени.

Предлагаемый программно-аппаратный комплекс и способ управления им сокращает стоимость включения лабораторных компонент с компьютерным управлением в комплекс, сокращает стоимость и трудоемкость расширения комплекса новыми компонентами, обеспечивает многопользовательский доступ к компонентам через среду Интернет. Оптимизирует структуру комплекса, с целью увеличения его пропускной способности и сокращения времени простоя компонент, стандартизует компоненты на уровне международных и национальных нормативных документов, сокращает сроки подготовки документации по сопровождению программно-аппаратного комплекса.

Claims

Формула изобретения

1. Программно-аппаратный комплекс, включающий блок управления загрузкой комплекса, соединенный с блоком управления комплексом, отличающийся тем, что дополнительно введены блок конфигурирования компонент, соединенный с блоком моделирования процесса загрузки комплекса, блок моделирования и классификации компонент, соединенный с блоком построения профиля компонент через блок настройки компонент.

2. Программно-аппаратный комплекс по п.l, отличающийся тем, что блок управления комплексом выполнен в виде модуля Wеb-браузера, соединенного с модулем регистрации и аутентификации пользователя, модулем отображения данных, модулем формирования и передачи управляющих сигналов, которые соединены с модулем шаблонов страниц, модулем обработки сообщений, через модуль генерации серверных Интернет страниц, соединенным с модулем метафайл.

3. Программно-аппаратный комплекс по п.l, отличающийся тем, что блок моделирования и классификации компонент выполнен в виде модуля сбора данных о компонентах, соединенного с модулем генерации модели компонент, модуля анализа компонент, соединенного с модулем кодирования модели компонент через модуль генерации расширенной модели компонент, модуля классификации компонент, соединенным с модулем генерации модели компонент и модулем базы знаний о моделях компонент.

4. Программно-аппаратный комплекс по п.l, отличающийся тем, что блок настройки компонент выполнен в виде модуля генерации интерфейса компонент, соединенным с модулем адаптации интерфейса к программной платформе компонент, модулем регистрации функциональности компонент

19 ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) и регистрации данных, формируемых компонентами, модуля генерации сервисных файлов, соединенного с модулем регистрации компонент в среде обмена сервисами и модулем регистрации компонент в комплексе.

5. Программно-аппаратный комплекс по п.l, отличающийся тем, что блок построения профиля компонент выполнен в виде модулей базы данных профилей, модуля базы данных соответствия стандартов и уровней модели открытых систем, модуля базы данных соответствия стандартов и программных систем, модуля базы данных стандартов информационных технологий, модуля базы данных открытых программных систем, соединенных с модулем генерации шаблонов профилей, модуля кодирования моделей профилей, соединенного с модулем базы данных шаблонов проектирования профилей через модуль построения схем профилей и модулем регистрации профиля как стандарта, модулем генерации документации профиля, соединенным с модулем базы данных профилей.

6. Программно-аппаратный комплекс по п.l, отличающийся тем, что блок конфигурирования компонент выполнен в виде модуля конфигурации компонент, соединенного с модулем базы данных компонент, модуля генерирования сегментов комплекса, соединенного с модулем базы данных сегментов комплекса, модулем формирования схемы загрузки комплекса, соединенного с модулем базы данных сегментов комплекса, модулем сбора заявок через модуль базы данных заявок и модулем схемы загрузки комплекса.

7. Программно-аппаратный комплекс по п.l, отличающийся тем, что блок моделирования процесса загрузки комплекса выполнен в виде модуля базы данных модельной загрузки комплекса, соединенного с модулем генерации модельной загрузки, модулем оптимизации загрузки комплекса и модулем

20 ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) формирования имитационных моделей, которые соединены с модулем формирования статистики, модуля базы данных алгоритмов планирования, соединенного с модулем формирования алгоритмов планирования.

8. Программно-аппаратный комплекс по п.l, отличающийся тем, что блок управления загрузкой комплекса выполнен в виде модуля управления компонент, соединенного с модулем чтения схемы загрузки через модуль формирования управляющих сигналов, модуля анализа сигналов компонент и модуля оповещения пользователя.

9. Способ управления программно-аппаратным комплексом, заключающийся в проведении имитационного моделирования с последующим экспериментированием, произведение расчета характеристик экспериментов с выводом информации о ходе эксперимента, отличающийся тем, что первоначально моделируют программно-аппаратные компоненты, подбирают модули, необходимые для включения компоненты в комплекс, производят настройку модулей в соответствии с системой унификации интерфейсов и последующую регистрацию ее в сегменте комплекса, выполняют построение профиля компоненты, при этом происходит классификация компоненты и сбор заявок на создание модели для использования комплекса, затем проводят эксперимент для достижения рационального использования комплекса, осуществляют настройку комплекса на оптимальные режимы работы, производят формирование управляющих сигналов и их передачу от управляющего блока к компонентам, и активируют работу комплекса.

10. Способ управления программно-аппаратным комплексом по п.9, отличающийся тем, что компоненты моделируют и классифицируют с использованием базы знаний компонент;

21 ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)

11. Способ управления программно-аппаратным комплексом по п.9, отличающийся тем, что компоненты настраивают с помощью файлов с описанием сервисов, которые регистрируют в комплексе и предоставляют пользователям через протокол передачи сервисов.

12. Способ управления программно-аппаратным комплексом по п.9, отличающийся тем, что для компонент формируют стандартизованный профиль.

13. Способ управления программно-аппаратным комплексом по п.9, отличающийся тем, что компоненты разделяют на сегменты по типу программного обеспечения и производительности.

14. Способ управления программно-аппаратным комплексом по п.9, отличающийся тем, что схема загрузки комплекса предварительно описывают имитационной моделью, по которой проводят эксперимент.

15. Способ управления программно-аппаратным комплексом по п.9, отличающийся тем, что результирующую схему загрузки комплекса формируют модулем оптимизации загрузки комплекса на основании статистики, формируемой в ходе эксперимента.

16. Способ управления программно-аппаратным комплексом по п.9, отличающийся тем, что управление загрузкой комплекса осуществляют на основе схемы загрузки специальным модулем, часть которого функционирует на стороне блока управления загрузкой, а часть — на стороне компонента.

22 ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)