Исследование методов оценки эффективности вычислительных систем на основе функциональных моделей

Образовательные учреждения, организации и предприятия, работающие в наукоемких областях промышленности, часто нуждаются в проведении ресурсоемких расчетов, производимых с использованием высокопроизводительных суперкомпьютерных комплексов и вычислительных сетей. В качестве алгоритмов распределения задач в рамках подобных систем используются стандартные алгоритмы, нацеленные на эффективную работу со множеством однотипных заданий. В то же время существует целый класс задач, требующих успешного завершения целого ряда условий, таких как наличие определенного проблемно ориентированного ПО, специфические требования к аппаратным ресурсам вычислительных узлов и др. К этому классу также принадлежат задачи, связанные с расчетом траектории движения небесных тел, геологической разведки, анализа big-data, исследования газокинетических явлений, задачи промышленного имитационного моделирования, в том числе моделирования ракетно-космических объектов. В этом случае для успешного распределения нагрузки внутри высокопроизводительной системы применяются специальные алгоритмы планирования и распределения заданий. Однако существующие методы оценки эффективности работы этих алгоритмов достаточно сильно отличаются в зависимости от решаемых задач, а также типа вычислительной системы. Наиболее точную оценку можно получить с помощью экспериментального метода исследования, однако чаще всего проводить реальные расчеты ресурсоемких задач в целях эксперимента абсолютно нецелесообразно ввиду значительных временных и материальных затрат. В данном случае хорошим альтернативным вариантом является использование функциональных моделей вычислительных систем, которые позволяют оценить эффективность использования того или иного инфраструктурного или программного решения в рамках отдельно взятой вычислительной системы. Приведено исследование методов оценки эффективности гетерогенной вычислительной системы СФУ на основе её функциональной модели. В качестве исходных экспериментальных данных использовалось множество задач, запущенных в вычислительной системе за последние несколько лет. Для имитации запуска задач использовались платформы SimGrid и Alea. Как результат, были достигнуты максимально приближенные к реальным условия для проведения экспериментов по оценке эффективности применения различных алгоритмов распределения пользовательских задач, произведено исследование методов оценки эффективности работы ВС.