Магистерские диссертации и дипломные работы по Грид-технологиям

На кафедре системного проектирования ИПСА в течении последних лет в июне проходит защита магистерских работ, а в феврале - защита дипломных проектов, среди которых многие посвящены тематике Грид. Ниже приводятся рефераты магистерских и дипломных работ, защищенных в 2012, 2011, 2010, 2009, 2008 годах


2012 год

"Разработка системы учета использования ресурсов в Украинском Национальном Грид"
Бевз Светлана Юрьевна

Целью работы является разработка системы учета для Украинского Национального Грид с учетом особенностей построения инфраструктуры и требований, которые выдвигаются к таким системам, и построение эффективного механизма для представления информации по использованию разных видов Грид-ресурсов. Выявлены и проанализированы возможности развертывания и внедрения механизмов для осуществления эффективного учета в пределах инфраструктуры Украинского Национального Грид для удовлетворения потребностей в представлении как общей, так и детализированной картины использования ресурсов пользователями. Разработан инструмент для представления информации по использованию ресурсов пользователями Украинского Национального Грид для предоставления данных заинтересованным лицам в соответствии с их правами доступа, обязанностями и ролями в инфраструктуре.


"Применение онтологий в менеджменте данных в распределенных системах"
Бурий Клим Михайлович

Целью работы является исследования применения онтологий для облачных брокеров, которые работают в распределенных системах - облаках. Анализ текущего положения облачных брокеров и вектор их развития. Исследование моделей обслуживание и архитектур управления событиями. Разработка агрегатора облачных услуг, выступающего в роли связующего звена между потребителем и поставщиком сервисов, который базируется на семантически структурированных данных о провайдерах.
Научная новизна работы заключается в том, что исследованы возможные реализации облачных агентов и их применение в облачных инфраструктурах, изложена логика действий брокеров, основанных на семантически структурированных данных.
Практическая ценность работы заключается в том, что сформулированы возможные концепции реализаций брокеров и исследован тренд от Грид к облакам. Разработана система семантического подбора облачных сервисов на основе группы критериев.


"Интеграция данных реляционных баз данных на базе технологий семантической паутины"
Гомольский Евгений Васильевич

Интеграция данных включает объединение данных, находящихся в различных источниках и предоставление данных пользователям в унифицированном виде. Целью работы является исследование архитектур систем интеграции данных на базе технологий семантической паутины и прототипирование системы интеграции данных. В работе представлены теоретические сведения об архитектурах систем интеграции данных, уровни и проблемы интеграции данных, и технологиях семантической паутины. Результатом исследований является создание прототипа системы интеграции данных на базе технологий семантической паутины. Выполнено тестирование прототипа и проведен анализ результатов производительности работы системы.


"Исследование декомпозиции задач в облачных вычислениях"
Крещук Максим Сергеевич

Целью работы является исследование эффективности работы декомпозиции задач в облачных вычислениях. Проанализированы наиболее популярные облачные сервисы, представленные на рынке.Экспериментально исследована работа парадигмы MapReduce в PaaS Google App Engine для декомпозиции задач.Экспериментально исследована работа API Task Queue в PaaS Google App Engine для декомпозиции задач.


"Использование «облачных технологий» с открытым исходным кодом"
Мужикова Ольга Юрьевна

Целью работы является изучение моделей сервисов, механизмов реализации и стандартов облачных вычислений, анализ существующих облачных технологий с открытым исходным кодом и практическое использование проанализированных технологий. Проведен анализ облачных технологий Eucalyptus, OpenNebula, Google App Engine, Windows Azure, Stratos, OpenStack. Были исследованы основные функциональные возможности, принципы и механизмы развертывания программных продуктов в облачной среде. На основе технологий Google App Engine, Windows Azure развернуты веб-приложения в облачной среде.


"Грид и облачные вычисления"
Петрова Оксана Анатольевна

На сегодняшний день происходит параллельное развитие Грид и облачных вычислений, используемых в современной электронной Инфраструктуре. Грид уже стал привычной формой построения распределенных вычислений для различных отраслей е-науки и бизнеса. Грид-инфраструктура поддерживается и развивается учеными, которые точно знают, чего они требуют для тех или иных научных целей.
Целью работы является исследование Грид и Облака с последующей возможностью их интеграции. Исследование и сравнение их свойств. Определение безопасности, надежности отдельно в этих технологиях. А также влияние их объединения на проблемы безопасности и надежности. Сформулировать возможные сценарии.
Практическая ценность работы заключается в том, что сформулировано возможные пути перехода из чистого Грид гибрид для потенциальных пользователей, которые обосновываются исследованиями в этой работе. Найдено уязвимости в безопасности и сформулированы рекомендации по решению этих проблем.


"Европейская грид инфраструктура (EGI) и грид-проекты 7й Рамочной программы"
Храмов Ярослав Александрович

22 декабря 2011 года был подписан Меморандум о взаимопонимании (MoU) между EGI.eu и Базовым координационным центом УНГ (BCC UNG). Соглашение открыло путь для интеграции UNG в EGI, а вместе с тем и огромные возможности и преимущества для UNG. Целью работы является исследование европейской грид инфраструктуры EGI и проектов 7й рамочной программы, их классификация по назначению и выявление основных тенденций развития EGI.
Проведён анализ перехода от модели EGEE к EGI модели и дальнейших направлений развития европейской грид инфраструктуры. Проведен анализ интеграции УНГ в EGI и результатов этой интеграции для пользователей. Проведен анализ грид проектов 7й Рамочной программы, их классификация, проанализированы проекты 7й РП в Украине, и установлена роль EGI в формировании Рамочных программ. Разработаны рекомендации по дальнейшему развитию УНГ.


"Исследование возможности реализации графического интерфейса пользователя для промежуточного слоя обеспечения ARC в украинском национальном Грид"
Шукайло Андрей Константинович

Целью работы является исследование существующих графических интерфейсов пользователя для Грид. Исследование их свойств и возможностей. Определение необходимых свойств GUI для ППО ARC в украинском национальном Грид. Поиск путей для его реализации и обоснование способов, с помощью которых должен быть реализован этот графический интерфейс.


Бакалаврские работы:

"Принципы и архитектура автономных вычислительных систем"
Быков Сергей Сергеевич

Дипломная работа посвящена исследованию принципов построения больших автономных вычислительных систем и их архитектуры. Рассмотрены особенности строения основных компонентов систем данного класса, способы их взаимодействия, условия и ограничения при разработке механизмов самоуправления. Проанализированы последовательности операций управления, основные стадии процесса и его организация в контур управления MAPE-K. Проведен обзор существующих приложений и решений, применяющих элементы автономного управления в военной сфере (DARPA), научных исследованиях (NASA) и в бизнесе (IBM, HP, Microsoft). В рамках работы разработана программа для параллельных вычислений, использующая механизмы адаптивного поведения и отказоустойчивости в Параллельной Виртуальной Машине - PVM.


"Грид технологии в бизнесе"
Володин Максим Сергеевич

Данная дипломная работа посвящена определению целесообразности и особенностей использования Грид-технологий в бизнесе, определения новых задач бизнеса, решаемых с помощью Грид-технологий, обзора и анализа международных Грид-проектов создания инфраструктуры и проектов внедрения и применения Грид-технологий в бизнесе, анализ дополнительных бизнес решений. В работе проведен обзор промежуточного программного обеспечения UMD, который внедряется в EGI, и анализ существующих Грид-решений для бизнеса, а именно продуктов проекта Business Grid Computing и компании IBM. В работе проведен анализ проекта апробации Грид-технологий в агробизнесе "AgroGrid». Разработаны рекомендации по использованию Грид-технологий в бизнесе, относительно потребностей и видов деятельности.


"Интеграция и менеджмент данных в семантическом Грид"
Дорошенко Анна Владимировна

Дипломная работа посвящена анализу существующих путей интеграции и менеджмента данных в семантическом Грид. В работе исследованы возможные архитектурные подходы к реализации служб семантического Грида включая объектно-ориентированный и сервисно-ориентированный, указанные преимущества и недостатки каждого из решений. Рассмотрены возможности существующих пакетов программного обеспечения промежуточного слоя с точки зрения построения семантического Грида. Проанализированы различные методы интеграции данных, описаны их особенности, реализации и преимущества.
Было выполнен сравнительный анализ Грид-ориентированных средств автоматизированного объединения информации. В данной работе рассмотрены программный продукт OGSA-DAI и его использование в качестве базовой платформы по интеграции данных в различных научных и инженерных проектах, включая медицинские исследования, географические информационные системы, метеорологию, транспорт, системы автоматизированного проектирования, инженерии и астрономию. Предложены пути использования этого инструментария в архитектуре семантического Грида.


"База входных данных и результатов GRID-системы ALLTED"
Кармазь Ксения Юрьевна

Дипломная работа посвящена разработке структуры базы данных для хранения как входных, так и выходных данных необходимых для GRID-системы ALLTED. Основными результатами дипломной работы являются: анализ существующих СУБД с точки зрения выдвинутых требований; разработанная структура базы данных; практическая реализация, которая выражается в написании класса на языке программирования PHP для взаимодействия с разработанной базой данных, написании триггеров для сохранения целостности данных; экспериментальная апробация работоспособности разработанной базы данных, которая заключается в использовании ее в рамках GRID-системы ALLTED.


"Исследование особенностей использования виртуализации для высокопроизводительных вычислений"
Павлючик Евгения Андреевна

Дипломная работа посвящена исследованию особенностей использования существующих средств виртуализации высокопроизводительных вычислений. Были рассмотрены особенности существующих гипервизоров и виртуализации параллельных вычислений. Проведен сравнительный анализ различных технологий по их практическому использованию, сделаны выводы относительно их достоинств и недостатков. Даны рекомендации по использованию технологий виртуализации в дальнейшем для конкретных реализаций. Также проанализирован ряд тестов для высокопроизводительных вычислений, таких как DGEMM, Linpack, STREAM и т. д.


"Представление знаний для семантического грид"
Хаткова Ирина Владимировна

Дипломная работа посвящена анализу существующих средств представления знаний в семантическом грид. В работе также приведен анализ современных проектов в области семантического грид. Проведена сравнительная характеристика новейших грид, разработана их категоризация по четырем направлениям. Исследованы средства по работе с онтологиями грид-систем. Проведенные в работе исследования и анализ могут быть рекомендованы для дальнейшей работы с проектами в области семантического грид и разработке собственного семантического продукта по направлению системного проектирования.


"Инструменты распределенных вычислений в системе ROOT-CERN"
Юрченко Владимир Викторович

Работа посвящена исследованию инструментов распределенных вычислений, которые основываются на системе ROOT. В ходе работы был проведен анализ особенностей и возможностей программных средств, которые используются для распределения вычислений с использованием элементов, методов и парадигм системы ROOT.
Для проведения исследования эффективности данных инструментов был разработан комплекс тестовых программ и примеров, на основе которых были сделаны оценки временных параметров выполнения задачи распределения вычислений.
Результаты данной дипломной работы могут быть применены в качестве средства распределения ресурсоёмких вычислений на локальных многоядерных ЕВМ, кластерах машин, а также в среде Grid.


2011 год

"Веб-сервис доступа в грид для системы моделирования"
Зеленюк Алексей Анатольевич

Целью работы является исследование особенностей развития сервисно-ориентированной архитектуры, анализ работы существующих веб-сервисов, и анализ платформ для их разработки на примере построения веб-сервисов доступа в грид.
В работе представлены результаты анализа и сравнения основных подходов по созданию веб-сервисов в концепции создания конкретного веб-сервиса; описание особенностей регистрации и поиска (а также автоматизированного поиска) веб-сервисов; анализ существующих спецификаций разработки и интеграции веб-сервисов; результаты исследования основных платформ и утилит для быстрого и удобного создания веб-сервисов, их последующей регистрации и поддержки жизненного цикла; анализ основных библиотек, предоставляющих доступ к грид путем использования веб-сервисов; описание настройки, разработки и тестирования работы веб-сервиса.
Научная новизна работы заключается в том, что: проанализированы и определены общие концепции создания веб-сервиса доступа в грид; проанализированы основные недостатки и преимущества существующих платформ разработки веб-сервисов; на базе проведенного анализа разработан веб-сервис, учитывающий насущные проблемы работы в грид (в контексте интеграции с различным ППО).
По данным работы был выпонен доклад на конференции "Системный анализ и информационные технологии 2011" по теме "Веб-сервисы процессов моделирования".
Работа на 92 страницах, содержит 19 иллюстраций, использовано 14 источников.


„Семантический Грид для науки и инженерии”
Исмагилов Евгений Андриянович

Целью данной работы является обзор и анализ использования семантического Грид для науки и инженерии. В магистерской работе решаются следующие задачи: обзор и анализ способов использования семантического Грид для науки и инженерии, работ по обнаружению ресурсов, поиску информации и интеграции данных в семантическом Грид, рекомендации по использованию каждого способа.
Научная новизна работы заключается в анализе методов использования семантического Грид для науки и инженерии, так как эта технология является мощным инструментом для организации интеграции данных, поиска ресурсов и информации. Был структурирован материал по основным целям использования семантического Грид: интеграция данных, обнаружение ресурсов и семантический поиск. Сделаны рекомендации по использованию каждого метода и семантического Грид в целом.
По результатам роботы сделан доклад на конференции  «Системный анализ и информационные технологии 2011» на тему "Семантический Грид для науки и инженерии".
Работа на 92 страницах содержит 18 иллюстраций. При подготовке использовалась литература из 22 источников.


“Грид и Клауд технологии”
Оленович Евгений Викторович

Дипломная работа связана з исследованиями в относительно новом направлении в области информационных технологий, получившем название cloud computing. Перед магистром стояла задача исследовать перспективы и возможные преимущества перехода в будущем при виртуализации ресурсов от грид-сети кластеров к облачной сети виртуальных серверов. Основой такого исследования являлось аналитическое изучение литературных источников и опыта компаний Amazon, Google и Micosoft по созданию "облаков", которые содержат сотни тысяч компьютеров, поскольку облачные вычисления еще не пришли в Украину.
В работе последовательно рассмотрены базовые компоненты облачной сети (клиент, инфраструктура, сервисы), подходы к использованию облаков для построения инфраструктуры (услуга IaaS), для создания платформы (услуга PaaS), для размещения программного обеспечения (услуга SaaS). Особое внимание уделяется вопросом безопасности с точки зрения конфиденциальности и сохранности данных пользователей и способам их подключения к облаку.
Таким образом создана систематизированная информационная база для построения инфраструктуры распределенных интеллектуальных облачных вычислений. Показано, что концепция cloud computing предоставляет пользователям небывалые ранее возможности: ограниченные в ресурсах ІТ-компании могут позволить себе собственные бизнес-приложения и почтовые сервера, реально владея при этом лишь доступом в интернет. Cloud computing позволяет свести расходы на модернизацию и поддержку сложной ІТ-инфраструктуры к обычной оплате "подписки" на услугу.
Результаты магистерской работы опубликованы в трудах международной конференции "САИТ-2010". Работа на 77 страницах, содержит 18 иллюстраций. При подготовке использовалась литература из 17 источников.


„Грид –система для наук про Землю”
Белобровая Ольга Александровна

Целью работы является исследование особенностей Grid‑систем и их приложение для наук о Земле, путём изучения существующих инициатив и проектов в области наук о Земле и приложении Grid-систем в мировой практике и оценки национальной ситуации внедрения Grid-технологий для рекомендаций относительно внедрения Grid-систем для наук о Земле в Украине.
В работе проанализировано современное состояние и тенденции развития разных проектов Grid, связанных с использованием геоинформационных данных, а также определены основные особенности их развития и будущие приложения для наук о Земле. Рассмотрены международные проекты в области геоинформационных исследований и наук о Земле, большинство которых ориентировано на такие задания, как глобальные изменения климата, исследования космоса, изучения дна океана и поверхности Земли, моделирования сейсмических процессов. Проведён анализ составляющих Grid‑систем для наук о Земле, в результате чего были выделены ряд общих черт, которые наблюдались для всех рассмотренных Grid-систем и ряд особенностей, присущих лишь некоторым из них.
Проанализированная ситуация внедрения Grid-технологий в  Украине. В результате рассмотрения отчётов относительно реализации «Государственной целевой научно-технической программы внедрения и приложения Grid-технологий на 2009 – 2013 года» было выделено несколько проектов из развития Grid-технологий для наук о земле в Украине, проанализированы они основные направления развития. Сформулированы рекомендации относительно приложения Grid-технологий для наук о Земле в Украине.
По результатам роботы сделан доклад на конференции  «Системный анализ и информационные технологии 2011» .
Работа содержит 68 с., 18 рис., 35 источников.


„Семантический Грид для молекулярных исследований”
Османова Татьяна Мунировна

Целью данной работы является исследование и анализ существующих моделей семантического Грид в молекулярных исследованиях.
В работе представлены теоретические сведения о существующих моделях семантического Грид для молекулярных исследований, рассмотрены разные типы онтологий, с помощью которых описываются метаданные химических структур в этих моделях, рассмотрены способы обнаружения ресурсов в семантических Грид, а именно поиску ресурсов, которые удовлетворяют запросам пользователей.
Проведен анализ существующих систем семантического Грид для молекулярных исследований, учитывая назначение каждой и перечень заданий, которые они используют с учетом современных требований к семантическому Грид. Эти требования включают в себя совместимость, масштабируемость, децентрализованость и динамизм.
Результатом проведенных исследований является определение требований к семантическим Грид в области вычислительной химии, с учетом молекулярных исследований в Украине и соответствия  мировым стандартам существующих моделей, таким как: Molecular GRID (World Wide Molecular Matrix (WWMM)), проект CombeChem и проект Collaboratory for Multi-scale Chemical Science (CMCS).
Так же в работе проведен подробный анализ научных исследований в Украине и показано, что большая часть научных институтов использует в своих исследованиях молекулярные структуры и их свойства. Именно поэтому в работе предложены пути использования семантического Грид в национальной Грид – инфраструктуре. Есть два варианта для этого: создать собственную модель или же использовать существующую. И для решения каждого из них в работе разработаны определенные рекомендации.
По результатам роботы сделан доклад на конференции  «Системный анализ и информационные технологии 2011» .
Работа на 103 страницах содержит 12 иллюстраций. При подготовке работы использовалась литература из 26 разных источников.


“Семантическая Грид-инфраструктура для биомедицинских приложений“
Сергеева Лариса Михайловна

Целью данной работы является исследование и анализ существующих семантических Грид-инфраструктур в области биомедицины.
Биомедицинские исследования требуют интегрированного доступа и управления различными источниками информации, методами анализа и приложениями. В процессе научно-исследовательской работы существует необходимость исследовать, характеризовать и получать доступ к новым источникам информации. Для обеспечения интеграции, доступа и исследования необходимо создать соответствующую Грид-инфраструктуру, которая бы лучше отвечала специфике биомедицинских данных и биомедицине в целом.
Результатом проведенных исследований является определение требований к инфраструктуре Грид для биомедицины, с учетом потребностей области, которая быстро изменяется, развивается и растет, а также соответствия современным стандартам мировой биомедицины и уже существующим инфраструктурам Грид для биомедицины; анализ последних, среди которых: Грид инфраструктура для исследований в биомедицине, caGrid, Семантическая Грид инфраструктура интегрированного доступа и анализа многоуровневых биомедицинских данных для исследований рака, ACGT, семантическая Грид инфраструктура, SEAGRIN и проект MIAKT (Medical Imaging with Advanced Knowledge Technologies).
Проведен анализ существующих Грид-инфраструктур, учитывая назначение каждой и перечень задач, которые они выполняют в соответствии с потребностями сложного, модульного характера биомедицины.
Результаты работы могут быть использованы как рекомендации к построению украинской Грид-инфраструктуры для приложений в биомедицине.
По результатам роботы сделан доклад на конференции  «Системный анализ и информационные технологии 2011» .
Работа на 140 страницах содержит 13 иллюстраций. При подготовке работы использовалась литература из 15 разных источников.


“Моделирование украинской грид-инфраструктуры”
Шинкарюк Дмитрий Юрьевич

Целью работы являются моделирования украинской Grid-системы, используя инструментарий GridSim, моделирование нагрузки, исследование украинской грид-инфраструктуры и выявление "слабых мест" системы.
Украинская грид-инфраструктура смоделирована с использованием последних данных о конфигурации вычислительных ресурсов, сетевых характеристик и оценки процессорных элементов.
Создана модель сети и протестована ее производительность при разных нагрузках: перегруженные каналы, места возникновения больших очередей и другие узкие места.
Предложен  алгоритм группирования был экспериментально исследован с разными значениями кванта времени для группирования. Проведено сравнение  режимов планирования  с делением времени и делением пространства.
По результатам исследований сделаны три публикации: тезисы двух выступлений на международной конференции САИТ -2010 и САИТ-2011 и статья в электронном журнале «Системные науки и кибернетика». - 2010. - №1. Результаты выполненной работы переданы в Базовый координационный грид- центр (ИТФ НАНУ) в качестве рекомендаций для использования в будущих Программах внедрения грид-технологий в Украине.
Работа содержит 125 с., 43 рис., 20 источников.


„Передача семантических данных в вычислительном GRID”
Шугаев Владимир Александрович

Целью работы является обзор и анализ основных подходов к передаче семантических данных в вычислительном Грид.
В работе проведен сравнительный обзор и анализ основных технологий семантического Веб; распространенных форматов представления семантических данных: RDF, RDFS, OWL, OIL, DAML; способов хранения и передачи семантических данных; особенностей передачи семантических данных в Грид; работы по выявлению ресурсов, поиску информации и интеграции семантических данных в вычислительном Грид. Проведенные исследования менеджмента метаданных в семантическом Грид доказывают, что все еще существует технологический разрыв между нынешними возможностями Грид и требованиями е-науки. Комбинируя преимущества семантического Веб и Грид, есть шанс уменьшить этот разрыв. Следует уточнить, что связь между Грид и семантического Веб - тема новая. Поэтому решения и технологии, такие как интеллектуальное ПО для обработки семантических данных, в последнее время подлежат экспериментальному исследованию для разработки наиболее эффективного средства управления данными и информацией в рамках семантического Веб.
Работа содержит 102 с., 10 рис., 43 источника.


2010 год

"Данные и метаданные в Семантическом Грид"
Дрозд Алексей Юрьевич

Объектом данного исследования выступают семантические метаданные в Грид-среде: аннотации, онтологии, семантические связи и данные, и ресурсы, которые они описывают. Предметом исследования являются свойства метаданных и онтологий, способы их использования и работы с ними. Целью данной работы является систематизация и обобщение подходов в работе с семантическими метаданными, исследование проблем и "подводных камней", которые могут встретиться на пути построения методов и средств работы с метаданными в частности, и целостной и эффективной инфраструктуры Семантического Грид в целом; проведение исследования существующих реализаций и архитектур, определение дальнейших векторов развития вопроса.
Научная новизна данной работы состоит в систематизации и всестороннем рассмотрении вопроса семантических метаданных в Грид. Большинство исследований по данному вопросу сосредоточены вокруг отдельных аспектов жизненного цикла или использования метаданных, или же акцентируют внимание на отдельных реализациях и разработках в данной сфере. Данная работа может служить отправной точкой в исследовании архитектуры и разработки Семантического Грид в Украине.
По данным работы был сделан доклад на конференции "Системный анализ и информационные технологии 2010" по теме "Данные и метаданные в Семантическом Грид". Была опубликована статья "Организация метаданных в Семантическом Грид" в сборнике "Системный анализ и кибернетика".
Работа на 118 стр., содержит 24 иллюстрации и 2 таблицы. При подготовке было использовано 23 разных источника.


"Организация Грид-порталов знаний на базе онтологий"
Хондарь Вадим Сергеевич

Задача Грід-технологий заключается в том, что бы сделать возможной обработку и хранение больших объемов данных. Естественным является интерес к способам сочетания двух технологий - Семантического Веб и Грид. Одной из точек их пересечения является портал доступа к ресурсам. Поэтому актуальной является проблема определения путей применения семантических технологий для расширения функционала портала.
Разработка семантического Грід-портала является составной частью Государственной программы «Создание национальной Grid- инфраструктуры для науки и образования».
Целью работы является выявление частей существующей инфраструктуры, которые могут быть улучшены благодаря семантическим технологиям, анализ необходимых средств, нужных для разработки семантически-обогащенных веб-приложений, исследования возможных проблем в этом процессе и формулировки требований к составу портала.
В качестве объекта данного исследования выступают семантические технологии в Грид инфраструктуре в целом и в веб-портале в частности: элементы, данные и процессы, которые могут быть описаны семантически с целью улучшения работы с ними. Предметом исследования являются способы использования семантических метаданных, а также технологические свойства, за счет которых достигается практическая польза при их применении.
Научная новизна данной работы заключается в систематизации данных относительно сценариев использования семантических технологий и процесса разработки семантических приложений. Существующие исследования  сосредоточиваются на отдельных аспектах работы и применения семантики, которая усложняет восприятие общей картины ее назначения и сути. Данная работа дает возможность получения разностороннего представления касательно основных моментов семантических технологий.
По данным работы был сделан доклад на конференции «Системный анализ и Информационные Технологии 2010» на тему «Инструментарий разработки онтологий». Подготовлена статья «Семантические технологии в Грид» для сборника «Системный анализ и кибернетика».
Работа на 124 страницах, содержит 33 иллюстрации и 1 таблицу. При подготовке было использовано 33 разных источника.


“Моделирование Grid - инфраструктуры с помощью пакета GridSim"
Куц Виталий Владимирович (диплом специалиста)

Целью дипломной работы является разработка программы, с помощью которой возможно провести моделирование и анализ Grid - инфраструктуры. Для достижения намеченной цели были поставлены и решены такие основные задачи:
Анализ Grid - инфраструктуры Украины, характеристик вычислительных узлов, пропускных способностей каналов и другое.
Зависимость времени моделирования и времени выполнения задач от размеров задач и их количества при использовании данной инфраструктуры.
Сравнительная характеристика вычислительных ресурсов.
Очереди. Среднее время ожидания заданий в очереди, среднее и пиковое количество заданий в очереди.
Работа состоит из вступления, четырех частей, вывода, списка литературы и одного дополнения, которое содержит исходный код разработанной программы, написанный на языке Java в среде NetBeans IDE 6.7.1.
Общий объем проекта 100 страниц, в том числе 79 страниц основного текста, 29 рисунков, 17 таблиц


“Моделирование брокера ресурсов в украинской Грид- инфраструктуре с помощью пакета SimGrid"
Елисеев Алексей Александрович (диплом специалиста)

В соответствии с темой работы целью ее является моделирование брокера распределения ресурсов грид-инфраструктуры с помощью пакета SimGrid, анализ результатов моделирования, обзор возможностей пакета моделирования SimGrid, преимуществ и недостатков по сравнению с другими пакетами моделирования. Брокер отвечает за поиск ресурсов, их выбор, привязку программного обеспечения и данных к избранным ресурсам, инициализацию вычислений, адаптацию к изменениям в системе.  Основные результаты, полученные в работе :
1.Проанализированы возможности программы моделирования SimGrid.
2.Результатом выполнения работы стало проведение важных компьютерных экспериментов по моделированию параметров национальной грид-инфраструктуры при разных эвристиках распределения заданий среди свободных на определенное время вычислительных ресурсов.
3.Работоспособность полученного программного продукта проверена на украинской грид-инфраструктуре. Правильность предложенного подхода подтверждена качеством полученных результатов.
4.Проанализировано состояние вычислительных ресурсов украинской грид-инфраструктуры.
5.Проведен анализ зависимости времени моделирования и времени выполнения задач от длины задачи и количества задач.
6.Оценено среднее время задержки задач в очереди, среднее количество и пиковое количество заданий в очереди.
7.Рассмотрена проблема оптимизации распределения заданий в грид-инфраструктуре. Показано, что когда задания сортируются по ширине, улучшается время моделирования и распределения по ресурсам.
Вычислительные эксперименты показывают, что предложенная система брокера может осуществлять эффективное распределение, даже если она использует сравнительно простые алгоритмы распределения.
Общий объем проекта 113 страниц, в том числе 64 страниц основного текста, 24 рисунков, 18 таблиц.


 

2009 год


Программные средства для оценки производительности вычислительных Грид-систем
Аронов Игорь Дмитриевич.

Объектом исследования являются наиболее широко используемые и эффективные программные средства имитационного моделирования (в дальнейшем, моделирования) поведения вычислительных Грид-систем, которые используются для исследования планирования, которое является ключевым аспектом производительности Грид-систем.
Цель работы - обзор, анализ и сравнение существующих мировых программных инструментов моделирования, используемых для исследования механизмов планирования в вычислительных Грид-системах, а также оценка пригодности их использования для моделирования поведения разных типов Грид-систем, решения разных типов задач с различными требованиями Грид-пользователей.
Новизна работы заключается в анализе новейших версий программных средств моделирования поведения Грид-систем и создании на основе этого анализа различных классификаций, которые окажут помощь Грид-пользователям в целесообразном выборе необходимого средства моделирования для решения собственных задач. Следует отметить, что акцент, сделанный в данной работе на средствах моделирования, базируется на выдвинутом утверждении, что в общем случае моделирования является самым эффективным подходом для исследования планирования и распределения Грид-ресурсов - основных факторов влияния на производительность Грид-системы. Это обусловлено тем, что другие известные подходы для подобного исследования - аналитические расчеты и проведение реальных экспериментов на реальных Грид-платформах имеют существенные недостатки, которые мешают получению контролируемых и повторяемых результатов экспериментов по планированию, которые, в свою очередь, являются важным условием для качественного исследования.
В то же время, в работе отмечается, что в отличие от других исследовательских содружеств (таких как организация сетей, компьютерная архитектура и т.д.), в содружестве по исследованию планирования Грид-систем еще и до сих пор не принят единый стандарт относительно моделирования, что налагает существенные трудности на быстрое развитие данного направления Грид-компьютинга. Данное отсутствие стандартизации можно объяснить относительной молодостью данного направления компьютерной науки и широтой области применения современных Грид-систем. Эта особенность обусловливает существенные отличия в архитектуре и реализации рассмотренных в работе программных средств моделирования и делает невозможным их общее прямое сравнение в пределах одной испытательной задачи. Потому сравнительный анализ данных программных средств возможен лишь в контексте упоминания специфик их использования.
Результаты работы и сформулированные предложения относительно путей оптимального применения данных прикладных средств могут быть использованы широкой группой пользователей и исследователей вычислительных Грид-систем. Продолжение работы предусматривается в следующих направлениях: выбор и апробирование программного средства моделирования для оценки производительности национальной Грид-инфраструктуры.
Объем работы составляет 167 страниц, она содержит 78 иллюстраций, 10 таблиц и 102 иностранных и отечественных источники литературы.


Система сохранения данных траекторий молекулярной динамики белков и нуклеиновых кислот в Грид-среде виртуальной лаборатории MolDynGrid
Бочкарев Глеб Виталиевич.

Объектом исследования являются биомедицмнские проекты, которые используют Грид-среду для удобного хранения, поиска и анализа данных биомолекулярного моделирования.
Цель работы - обзор существующих биомедицинских Грид проектов, анализ
распределенной системы хранения данных траекторий молекулярной динамики белков для определения его функциональных особенностей, достоинств и возможности реализации в определенных условиях, создание и внедрение блока виртуальной организации в рамках интернет- портала виртуальной лаборатории.

На протяжении многих лет в биохимических исследованиях данные моделирования белка сохранялсь локально, там где они были получены, что существенно ограничивает обмен данными внутри биохимического сообщества. Решение этой проблемы заключается в концепции распределённых вычислений, поскольку Грид способствует совместному использованию вычислительных ресурсов и ресурсов хранения. С концепцией распределённых данных ученым предоставили доступ к географически удаленным ресурсам хранения в сети универсальным и эффективным способом. С такой способностью совместного использования данных биохимики могут выполнять кросс-моделирования, чтобы полностью изучить функциональную динамику биомолекулярных моделирований. Анализируемые проекты стремится использовать потенциал Грида на данных биомолекулярного моделирования и пытаются решить некоторые из проблем, которые затрудняют сравнительный анализ. Новизна роботы заключается в анализе развивающихся биомедицинских проектов, которые позволяют получить доступ к географически удаленным траекториям молекулярной динамики согласованным путём и представляют собой набор универсальных аналитических инструментов для облегчения сравнительного анализа данных моделирования.
Рассматривыемые в работе проекты стремятся обеспечивать уровень абстракции данных со стороны пользователя, при котором ученые могут сконцентрироваться на исследованиях без проблем того того, 'как' и где' их данные хранятся. Одиа из проблем касается данных моделирования, которые приходят в различных форматах, так как скрипты анализа, как правило, пишутся, чтобы обрабатывать отдельный формат данных, что приводит к большим неудобствам в сравнение данных моделирования разнородных форматов. Также решаются такие проблемы как отсутствие желаемого уровня автоматизации среды хранения данных и управление системой поских файлов.
Теоретическим результатом данной работы стало описание способов более эффективного совместного использования и пост-обработки биомолекулярных данных моделирования в рамках научно-исследовательского сообщества. На практике был создан обучающий блок в рамках интернет-портала виртуальной лаборатории MolDynGrid, открывающий пользователям много дополнительных возможностей.

Объем работы составляет 95 страницы, она содержит 57 иллюстраций, 3 таблицы. При подготовке работы использовалась литература из 14 разных источников.


Грид -технологии та их применение для расчета медленной молекулярной динамики белков
Шапран Владимир Викторович

Объектом исследования есть пути применения вычислительных мощностей украинского Грид-сегмента для увеличения эффективности расчета молекулярной динамики белков. Также исследуются аспекты применения виртуальных лабораторий для решения задач в области биоинформатики
Цель работы – создание эффективной инфраструктуры для проведения in silico расчетов молекулярной динамики (МД) биологических макромолекул (белков, нуклеиновых кислот и их комплексов) в водно-ионной среде во временном интервале 100 нс.
Новизна работы заключается в использовании современных методов создания виртуальных лабораторий для решения научных задач. Созданый интернет-портал виртуальной лаборатории MolDynGrid является первым специализированным порталом для расчета молекулярной динамики белков и не имеет аналогов в Украине.

В работе решаются задачи связанные с технической реализацией интернет-портала виртуальной лаборатории MolDynGrid. Включая аспекты создания базы данных, клиентского приложения и необходимых вэб-сервисов. Был создан интернет-портал виртуальной лаборатории MolDynGrid. Портал состоит из расчетного блоку, базы данных рассчитанных траекторий молекулярной динамики, аналитического блока и обучающего блока.
В рамках интернет-портала был создан обучающий блок, который состоит из блока обучающих материалов, библиотеки, студенческого блока и форума. Обучающий блок был реализован в виде насыщенного интернет-приложения с использованием следующих технологий: Adobe Flex, WebORB и Java 2 SE. Средствами системы управления базами данных MySQL была создана реляционная база данных, которая используется для хранения пользовательских данных и другой информации.
Созданный портал был размещен на сервере Института молекулярной биологии и генетики и доступен через сеть Интернет. Продолжение работы предвидится в следующих направлениях: наращивание функциональности существующих и создание новых модулей интернет-портала MolDynGrid.
Объем работы составляет 85 страниц, она содержит 12 иллюстраций, 1 таблицу и 12 иностранных и отечественных источники литературы.


Метод обмена репликами при расчетах молекулярной динамики тирозил-тРНК синтетазы в Грид-среде.
Талько Михаил Вячеславович

Объектом исследования являются методы обмена репликами молекулярной динамики, и использование их для расчета молекулярной динамики тирозил-тРНК синтетази в Грид-среде.
Цель работы - обзор, анализ и сравнение наиболее распространенных и наиболее эффективных методов обмена репликами для расчета молекулярной динамики протеинов в Грид-среде с дальнейшим анализом их результатов и целесообразности их использования при современном развитии Грид-технологий в Украине.
Новизна работы заключается в анализе новейших методов обмена репликами и внедрению их в Украине для расчета молекулярной динамики белков на базе виртуальной организации в Грид-среде.
В работе представлены теоретические сведения о методах обмена репликами для расчета молекулярной динамики протеинов, рекомендуются значение параметров, решается практическая задача расчета молекулярной динамики тирозил-тРНК синтетази, проводится анализ полученных результатов в сравнении с традиционным методом молекулярной динамики, проводится анализ общего алгоритма расчета молекулярной динамики и создаются программные средства для автоматизации его этапов.

В данной работе были рассмотрены основные методы обмена репликами для расчета молекулярной динамики - REMD, MREMD, REST, TEE-REX. Каждый из указанных методов имеет свои преимущества и недостатки. Наилучшим для расчета в Грид, как гетерогенной вычислительной среди и для обретения опыта признан метод MREMD, однако в программном продукте GROMACS его реализация отсутствует и объективного ответа относительно его эффективности в данной работе дать не удалось. Однако родственный метод REMD довел свою пригодность и место среди наилучших методов обмена репликами. Наиболее перспективным считается метод TEE-REX, учитывая физическое обоснование и эффективность использования вычислительных мощностей. Однако использование метода TEE-REX нуждается в большом объеме знаний, умений и опыта в таких областях науки как биофизика и биохимия, поскольку выбор параметров для расчетов является решающим фактором для получения приемлемых результатов, и должен учитывать особенности избранной модели исследования.
Была проведена работа по внедрению и настройке процедуры расчетов молекулярной динамики методами обмена репликами REMD и TEE-REX в Грид-среде на базе виртуальной организации MolDynGrid с использованием вычислительных мощностей кластера НТУУ «КПИ».
В данной работе был создан ряд программных средств, которые автоматизируют следующие этапы расчета молекулярной динамики: обработка файлов из банка белковых структур, создание конфигурационных файлов для проекта расчета молекулярной динамики методами обмена репликами, создание проекта обмена репликами из множества подпроектов молекулярной динамики. Автоматизация указанных этапов освобождает научных работников от большого объема рутинной работы.
Было практически применено два метода обмена репликами - REMD и TEE-REX - для исследования молекулярной динамики линкера тирозил-тРНК сиснтетази, в промежутке аминокислотной последовательности тирозин 341-изолейцин364. И проведенный первичный сравнительный анализ с результатами, полученными традиционным методом молекулярной динамики, которая свидетельствует об эффективности и целесообразности использования методов обмена репликами для расчета молекулярной динамики и их дальнейшее изучение и внедрение в процесс исследования фолдинга белков.
Объем работы составляет 100 страниц, она содержит 24 иллюстраций, 1 таблицу и 11 иностранных и отечественных источники литературы.


 

2008 год


„Среды Грид-вычислений”
Булах Богдан Викторович

Объектом исследования является Грид-среда для национальной Грид-инфраструктуры, в частности ее основные составляющие: имеющиеся ресурсы, промежуточное программное обеспечение для их виртуализации, специальные решения для работы и программирования в Грид-среде (средства программирования, клиентские программы для разных задач, Грид-порталы).
Цель работы – анализ и сравнение между собой существующих решений, внедренных в европейских и мировых проектах Грид-сред, оценка их пригодности для использования в Украине, формулировки предложений относительно разных компонентов Грид-среды для национальной Грид-инфраструктуры.
Были сформулированны предложения относительно общей архитектуры Грид-среды, исследованны существующие варианты реализации ее составляющих, на основе чего предложенны решения, которые базируются на лучших существующих подходах, разработаны собственные варианты реализации. В работе особенное внимание уделялось проблеме максимально возможного использования лучших готовых программных реализаций с открытым кодом в виду существенной экономии времени и средств на их внедрение и сопровождение.
Предложенная архитектура вычислительной Грид-среды для национальной Грид-инфраструктуры базируется на существующих и будущих вычислительных, инструментальных ресурсах и хранилищах данных научных и образовательных центров Украины и научно образовательный сети URAN. На ресурсах предлагается установить промежуточное программное обеспечение glite 3, в работе рассмотрены основные пути обеспечения его функциональной совместимости с другими ПГЗ, в отдельности, Nordugrid. Инструментальные ресурсы предлагается виртуализировать через разработку специальных веб-сервисов управления и мониторинга, а также необходимого дополнительного программного обеспечения. Доступ для пользователей к Грид-среде предлагается организовать на основе Грид-портала с использованием контейнера Gridsphere и библиотек портлетов Gridportlets/vine.
Результаты работы могут быть применены как рекомендации к построению Грид-среды при практической реализации проекта создания украинской национальной Грид-инфраструктуры. Продолжение работы предусматривается в таких направлениях: детальная теоретическая и практическая разработка отдельных компонентов Грид-среды, исследование проблем, которые возникнут при практической реализации предложений, изложенных в работе.
Объем работы 139 печатных страниц, она содержит 14 иллюстраций, 14 таблиц, 77 иностранных и отечественных источников по перечню ссылок.


„ Дата Грид: архитектура и службы”
Муратов Виталий Викторович

Целью данной работы являлось исследование архитектуры и основных служб Дата Грид, анализ и сравнение между собой существующих проектов и определение возможности участия украинской Грид инфраструктуры, в мировом Дата Грид.
Дата Грид прежде всего обеспечивает службы и инфраструктуру для распределенных программ, которые обрабатывают большое количество информации, которым необходимо иметь доступ, переносить и изменять большие массивы данных, которые сохраняются в распределенных хранилищах. Чтобы пользователи извлекли максимальную пользу от работы с инфраструктурой, необходимо обеспечить: возможность поиска среди доступных данных необходимого набора данных и обнаружить соответствующие ресурсы для доступа к данным; способность, как можно быстрее, переносить большие наборы данных между ресурсами; способность пользователей управлять копиями данных; способность выбрать соответствующие вычислительные ресурсы и обрабатывать на них данные; возможность управлять правами доступа к данным.
В работе исследуется возможные варианты архитектуры и основные службы Дата Грид, анализируются и сравниваются между собой существующие проекты и определяются возможности участия украинской Грид инфраструктуры в мировом Дата Грид.
Результатом данной работы является анализ архитектурных решений и состав основных служб Дата Грид, сделаны выводы, относительно возможности участия украинской Грид инфраструктуры в сети Мирових Центров Данных . В работе исследованы основные компоненты архитектуры и служб технологии Дата Грид, а также предоставлен анализ ее использования.
Работа выполнена на 85 страницах, содержит 3 таблицы, 16 иллюстраций. При подготовке работы использовалась литература из 83 источников.


“Семантический Грид и семантический Веб”
Нечипорчук Владимир Николаевич

Целью работы является исследование Семантического Грида, анализ Семантического Веба и возможностей, что они предоставляют для современного ученого. Семантический Грид будет чрезвычайно полезен для е-науки, поскольку его технологии дадут возможность невероятно легко, быстро и удобно работать со знанием, которое дает чрезвычайные возможности, поскольку раньше машина могла работать лишь с информацией. Это даст возможность работать по фантастическими на сегодня сценариям.
Для реализации этих возможностей Грид программы должны удовлетворять ряд требований относительно хранения больших объемов информации, собственности информационного наполнения, простого для пользователя доступа к информационному наполнению, формирования сообществ, сочетания информационного наполнения, аннотаций, информирования пользователей о событиях, резервирования ресурсов, безопасности, надежности, обслуживания знания, эволюционного роста, и других.
Семантический Грид можно рассматривать как направленную на сервис архитектуру, в пределах которой объекты обмениваются друг с другом услугами в определенной среде на определенных условиях. В пределах этой среды возможное установление правил взаимодействия объектов, например, получения и предоставления сервисов. Естественно представлять владельцев сервисов и потребителей сервисов как автономных агентов.
Таким образом, у каждого владельца сервиса будут один или больше агентов, которые действуют от его лица. Эти агенты будут руководить доступом к услугам, за которые они ответственны и будут гарантировать выполнение всех согласованных правил (договоров). Эта деятельность привлекает планирование местных действий в соответствии с доступными ресурсами и расчеты, что соответствующие услуги будут предоставлены вовремя в соответствии с контрактом. Агенты будут также действовать от имени пользователей сервисов. В зависимости от желаемой степени автоматизации это может быть принятие договоров для получения сервиса и получение или представление любых полученных результатов. Агенты и система сервисов - это, к сожалению, на сегодня лишь мечты.
Семантический Грид сегодня реализован в достаточно простой, но очень мощной форме - он поддерживает метаданные и принципы онтологии. Грид обращается к способу, с помощью которого информация представлена, сохранена, доступна, разделена и обработана. Под информацией имеются в виду знания, данные с определенным значением. Ожидается, что следующее поколение будет разрабатывать способы, с помощью которых знание сможет быть приобретено, использовано, возобновлено, опубликовано и обработано, для того, чтобы помочь е-ученым достичь свои конкретные в каждом случае цели.
Реализации Семантического Веба перешли на Семантический Грид, в частности, RDF, OWL.
Конечной целью Грида является поддержка выявления знаний, а Семантический Веб часто представляют как глобальную базу знаний, потому симбиоз Грида и Семантического Веба достаточно очевиден, а перспективы их развития связаны. Прогрессивное сочетание Семантического Веба с Гридом позволит упростить механизм поиска, отбора и обработки информации, особенно в свете недавно начатых в Вебе проектов построения семантических энциклопедий, баз знаний, лексических баз разговорных языков, и других.
Объем работы 98 печатных страниц, она содержит 5 иллюстраций, 54 иностранных и отечественных источников по перечню ссылок.


“Прикладные применения Грид”
Прокопчук Владимир Анатолиевич

Объектом исследования дипломной работы являются прикладные применения Grid технологий в фундаментальных науках, промышленности и бизнесе, междупрочим – инженерное применение Grid на кафедре системного проектирования, а также структура национальных и международных проектов и инфраструктур Grid. Все эти проблемы являются очень важными и актуальными в связи с развертыванием в Украине широкомасштабной программы по развитию национальной инфраструктуры Grid, участниками которой являются научно-технические заведения и университеты страны.
Целью работы является всесторонний структурный анализ существующих приложений и применений для grid-инфраструктур, с возможным последующим использованием результатов этого анализа при решении практических задач, которые будут возникать при создании национальной сети Grid. Большое внимание уделено также исследованию существующих Grid систем в технически развитых странах мира, структурной организации этих систем. В дипломной работе поставлена задача решения проблемы инженерного применения инфраструктуры Grid на кафедре системного проектирования Института Прикладного Системного Анализа НТУУ ”КПИ”. Результатом работы является детальный анализ применений технологий Grid при решении прикладных научных и технических проблем, оценка перспектив возможных применений будущей научной сети Grid Украины.
По результатам исследования предложены практические шаги для решения поставленной задачи, а именно: модификация и использование программного обеспечения ROOT для решения прикладных инженерных заданий. Последнюю версию пакета и всю сопровождающую документацию можно бесплатно загрузить из специализированного портала http://root.cern.ch/. Поскольку ROOT является программным средством общего использования, его нужно будет модифицировать под каждое конкретное приложение с учетом всей необходимой специфики применения. Учитывая, что пакет имеет открытый код и он разработан на языке программирования С++, эту задачу кафедре можно будет решать собственными силами.
Результаты дипломной работы можно использовать при последующем более детальном исследовании каждого отдельного применения Grid в разных отраслях наук, при выборе пакета услуг, которые будут предоставляться пользователю в будущей инфраструктуре Grid, при выборе проектов, которые будут выполняться на этой инфраструктуре.
Стоит отметить, что решать задачи конкретных отраслевых приложений для Grid следует только после создания и полной наладки всей grid-инфраструктуры, настройки промежуточного программного обеспечения и создания эффективной системы доступа пользователей к ресурсам сети Grid.
Работа содержит 110 страниц, 1 таблица, 6 рисунков, список литературы из 60 наименований.


“Исследование средств доступа к ресурсам Грид”
Чекалюк Виталий Викторович

Целью данной работы является исследование программных моделей для Грид, которые позволяют организовать взаимодействие пользователей с ресурсами Грид, выбор и анализ соответствующего программного обеспечения, а также оценка возможности его использования, в национальной Грид инфраструктуре.
В работе рассматриваются современные программные модели для Грид, выполняется выбор и анализ необходимого программного обеспечения. Предоставлены результаты тестирования выбранного программного обеспечения на кластере НТУУ “КПИ”, оценка его эффективности и пригодности для последующего использования.
Результатом работы является анализ программных моделей и программного обеспечения для Грид. Также были получены практические результаты, а именно: установление на настройку программного обеспечения Netsolve на кластере НТУУ “КПИ”; проведение испытаний, которые доказали целесообразность применения данного программного обеспечения. В работе систематизированы требования к программным моделям Грид, приведен обзор современных моделей и предложены способы их улучшения. Проведен анализ и сравнение поколений развития программного обеспечения UNICORE.
Практическая ценность работы заключается в том, что было проведено испытание программного обеспечения Netsolve на кластере НТУУ “КПИ”, причем связь с ним осуществлялась через Интернет, а не через локальную сеть, то есть была показана эффективность работы в распределенной среде при реальных условиях. Система Netsolve рекомендована к установке и использованию, так как она обеспечивает удобный интерфейс к вычислительным ресурсам, обеспечивает планирование и балансирование нагрузки.
Работа выполнена на 120 страницах, содержит 3 таблицы и 16 иллюстраций. При подготовке работы была использованна литература из 12 источников.”


 

“ Поколения в развитии GRID систем”
Шендрик Алексей Сергеевич

Объектом исследования дипломной работы являются Grid-проекты разных сфер прошлого и настоящего, а также поколения в развитии Grid-систем.
Цель работы – исследование развития Grid-систем, описание проектов первого, второго и третьего поколений в развитии Grid-систем, начиная с ранних проектов девяностых годов и до настоящего времени, анализ теперешнего состояния и перспектив будущего развития Grid, выявления слабых и сильных мест Grid-систем на протяжении эволюции, исследования и связей различных Grid-инфраструктур, затрагивается тема Семантического Grid и его связь с Семантическим Web, рассматриваются области, которые нуждаются в последующей работе.
Для исследования были использованы соответствующие материалы, которые освещают пути и направления развития технологий Grid и их роль для современной науки и общества.
Результатами работы является исследование свойств и концепций Grid-систем и статус современных вычислительных инфраструктур, описание огромного потенциала Grid, обзор передовых проектов Grid, а именно: I-WАY, FAFNER, Legion, Globus, технология Jini, интегрированы системы Cactus, DataGrid, UNICORE, WebFlow и другие, анализ таких сетей Grid, как американская сеть Abilene, европейская магистральная исследовательская сеть GEANT, Британская национальная магистральная сеть исследований и образования, азиатская сеть APAN, сеть глобальных терабитних исследований GTRN, рассматриваются такие Grid-работы, как британская программа Е-науки и американская система TeraGrid.
Работа выполнена на 117 листах, содержит 22 иллюстрации, список литературы из 50 наименований.


“Інтеллектуальная обработка данных в Грид для банковского дела”
Сорокоумов Владимир

В работе представлены теоретические сведения об интеллектуальном анализе данных, а также о его практическом применении в бизнесе и науке. Проведен анализ системы, необходимой для использования интеллектуальной обработки на Грид, а именно кредитного скоринга в банковском деле, приведены примеры построения таких систем с использованием существующих средств. Рассмотрены преимущества и недостатки различных методов, использующихся для кредитного скоринга, проблемы и перспективы развития. Также изучена возможность оптимизации кредитного скоринга с использованием программного обеспечения SAS Institute.
Результатом проведенных исследований является практическая часть работы, представляющая собой описание процесса создания модели для кредитного скоринга физических лиц используя программное обеспечение SAS Institute Enterprise Miner.
Новшество выполненной работы заключается в использовании Грид для интеллектуальной обработки данных в условиях распределенных гетерогенных сетей, источников данных, различного программного обеспечения. В теоретическом плане работа представляет метод создания модели для кредитного скоринга, которая потом может быть легко перенесена с обычной вычислительной платформы на Грид.
Практическая ценность данной работы заключается в изучении возможности использования инфраструктуры и вычислений Грид для интеллектуального анализа данных с использованием программного обеспечения SAS Institute, а именно в аналитических приложениях, таких как кредитный скоринг, в банковской сфере. Также ценным является разработка методологии процесса создания модели для кредитного скоринга.
Работа на 120 страницах содержит 5 таблиц, 24 иллюстраций. При подготовке работы использовалась литература из 19 различных источников.


«Средства интелектуального анализа (Data Mining) у GRID”
Сергеев Николай Сергеевич

Целью данной работы является исследование систем интеллектуального анализа данных, способных обрабатывать и загружать данные из отдельных источников; загружать различные инструментальные средства обработки данных с разных серверов, хостов, с разными интерфейсами доступа;предоставить пользователю удобные средства разработки и средств, для организации доступа к данным и средствам обработки.
В работе были проанализированы различные системы и инструментальные средства интеллектуального анализа данных.
Наиболее подходящим оказался LEAD. LEAD содержит инструменты для интеллектуального анализа данных, модули ADaM, средство построения рабочего потока xBaya, механизм создания сервисов для реализации выполнения рабочих потоков, мощнейшее средсво визуализации данных IDV.
Компоновщик рабочих потоков xBaya предоставляет возможность графического построения рабочего потока. Но xBaya это лишь удобный интерфейс.
Модули ADaM позволяют осуществить широкий набор функций интеллектуального анализа данных.
Результатом работы являються архитектура; практическая работа со средствами построения рабочих потоков и средствами интеллектуального анализа данных; запуск приложения для обеспечения взаимосвязи. Приложение Gfac – которое является средством настройки сервисов для представления интерфейса между построителем рабочего потока (xBaya) и интеллектуального анализа (модули ADaM).
Новшество выполненой работы в использовании новейших средств построения систем интеллектуального анализа данных, использование WEB-приложений для быстрого создания рабочих потоков и программного обеспечения для создания сервисов доступа к инструментам анализа данных.
В теоретическом плане собрана информация об инструментальных средствах интеллектуального анализа данных; рассмотрены различные по назначению и функциональности системы, представленные на отечественном рынке. Приведена общая классификация алгоритмов интеллектуального анализа данных.
В работе проведены разработка архитектуры системы интеллектуального анализа данных; анализ форматов данных, которые используются этими средствами; анализ и выбор инструментария для управления рабочими потоками обработки данных; решение задачи взаимосвязи средства построения рабочих потоков и модулями обработки данных.
Практическая ценность работы заключается в том, что полученный набор компонентов позволяет реализовывать распределенные системы интеллектуального анализа данных. В работе были изучены возможности таких систем. В частности подобные системы позволяют создавать виртуальные организации, т.е. любой коллектив, работающий в своей области, может обеспечить собственную систему интеллектуального анализа данных, удаленный доступ к ней, совместную работу над потоками данных.
Результаты проведенных исследований могут быть использованы при создании национальной инфраструктуры хранилищ данных, построения новых более совершенных поисковых систем, использующих поиск по классам того или иного объекта и по ассоциативным правилам.
Работа на 131 листе содержит 4 таблицы, 22 иллюстрации. При подготовке работы использовалась литература из 75 разных источников.


«Информационная безопасность в Grid – инфраструктуре»
Бачинский Владислав Анатольевич

Целью данной работы является исследование организации информационной безопасности в Grid инфраструктуре, анализ и выбор программного обеспечения, наиболее удовлетворяющего современные требования к информационной безопасности в стремительно развивающейся Grid инфрастуктуре, разработка модели взаимодействия элементов инфраструктуры безопасности с целью их практического использования при организации Grid.
В работе представлены теоретические сведения о способах организации информационной безопасности в Grid инфраструктуре, рассмотрены и проанализированы современные программные пакеты для построения инфраструктуры безопасности Grid. Проведена обработка описаной ранее информации и предложена структура взаимодействия выбраных продуктов при организации инфраструктуры информационной безопасности, а также описана процедура их установки и конфигурации.
Результатом работы является разработанная модель взаимодействия элементов информационной безопасности в Grid инфраструктуре, и предложены рекомендации по установке и конфигурации программного обеспечения, реализующего защиту Grid, и разрешающего вести учет виртуальных организаций и их пользователей. Модель отличается от предыдущих тем, что в ней используется программное обеспечение, не совместимое до недавнего времени, но, поскольку оно стремительно развивается, в последних версиях программных пакетов появилась возможность их интеграции между собой, что разрешило достаточно легко вести учет пользователей, их сертификатов и централизовано разграничивать их доступ к ресурсам.
Также в работе были рассмотрены основные технологии организации информационной безопасности, оптимальные програмные пакеты наиболее удовлетворящие современую, стремительно розвивающуюся Grid систему, и предложены рекомендации по их наладке и установке.
Выводы и рекомендации
Исследования, проведенные в данной работе показали возможность использования и совмещение выбраных в ходе анализа программных средств при организации инфраструктуры информационной безопасности Grid. Была разработана модель взаимодействия элементов системы безопасности, реализующая механизм единого входа в систему (Single Sign On). Результат данной работы можно рассматривать как практико-теоретическую модель при организации информационной безопасности в Grid инфраструктуре.


 

«Программирование Grid портала»
Матущенко Виталий Анатолиевич, Чепурной Роман Валериевич

Целью работы является создание веб портала, способного работать с вычислительной Грид системой, а также имеющего возможность интегрирования с мировыми Грид организациями и украинскими суперЕОМ, в часности с кластером НТУУ «КПИ». На портале должны присутствовать механизмы постановки задач на вычислительной системе. Также портал должен иметь удобный аппарат для взаимодействия между пользователями, привлекательный внешний интерфейс и иметь информацию, полезную для настройки портала и работы с Грид системами.
1. Проведено исследование существующих Грид порталов и инструментов для создания порталов. На основании данного исследования принято решение использовать для создания Грид порталов средство GridSphere. Основными преимуществами использования GridSphere являются:
• API портлетов полностью совместимое с JSR 168
• Полная поддержка стандарта Java Server Faces
• Практически полная совместимость с IBM WebSphere 4.2
• Единая система аутентификации на основе JAAS
• Возможность быстрой разработки и внедрения новых портлетов
• Использование XML
• Встроенная поддержка контроля доступа
• Использование Hibernate JDO/OQL
• Встроенные системы наладки и тестирования Junit/Cactus
• Поддержка многоязычия как портлетов Gridsphere так и API портлетов
2. Создана тестовая система для тестирования работы с инфраструктурой Грид, состоящая с следующих разделов:
• Грид портал (http://sdgrid.org.ua/)
• Сервер аутентификации
• Вычислительный сервер
• Сервер сбора статистики
Для взаимодействия с Грид используется програмное обеспечение Globus Toolkit.
3. Налажена и детально описана в работе функциональность всех основных частей портала. Также описаны механизмы настройки портала. Подключены и настроены основные портлетные приложения. Настроена система авторизации та аутентификации пользователей.
4. Создан интерфейс пользователя портала: переделаны стили, создан логотип, исправлены ссылки и коллонтитулы.
5. Портал переведено на русский и украинский язык для удобства пользователей. Сегодня портал является многоязычным, пользователь может выбрать один из 14 языков для отображения.
6. Улучшено информационное наполнение портала. Полностью переделана часть, которая отображается для незарегистрированного пользователя. Теперь незарегистрированный пользователь может получить информацию о портале без необходимости прохождения процедуры регистрации.
7. Проведено исследование порталов, направленных на пользователя, с целью определения компонентов портала, необходимых для общения между пользователями виртуальных организаций. По результатам исследования был встановлен и настроен портлет Collaboration (bluesquid - 1.1) от компании NBIRN (http://www.nbirn.net). Данный портлет содержит такие механизмы взаимодействия пользователей как форумы, чаты, блоги, чтение RSS лент, обмен сообщениями, создание виртуальных организаций для общей работы над проектами, возможности размещать на портал фото и разнообразные изображения. Портал имеет все основные атрибуты порталов, ориентированных на пользователя та социальные сети, что очень облегчает общую работу над проектами.
8. Проведено тестирование производительности портала. В результате тестирования определено, что портал работает стабильно при больших нагрузках (одновременно 20 пользователей). Узких мест в работе портала не обнаружено.


«Размещение и поддержка промежуточного программного обеспечения, включая создание и поддержку репозитория»
Комаров Андрей Петрович

В работе имеются теоретические сведения о мировых Грид системах, рассмотрены наиболее известные и наиболее используемые. Более детально описаны Грид, представляющие интерес в Украине, а также возможность создания зеркал программного обеспечения для них.
Рассмотрена технология создания репозитория и разработанна базовая структура для его создания.
Исследования, выполненные в работе, показали возможность создания локального репозитория промежуточного программного обеспечения Грид систем, с возможностью автоматического обновления программного обеспечения в соответствии с обновлениями ПЗ производителя.Созданный репозиторий можно использовать как базу для дальнейшего развития в этом направлении.
Работа имеет рекомендации для дальнейшей поддержки и расширения репозитория.


«DataMining и GRID: руководство крупномасштабными расчетами на базе новых алгоритмических подходов, разделенных вычислительных ресурсов и эффективного масштабированного прозрачного программного обеспечения»
Скачко Дмитрий Александрович

 

В работе представлены теоретические сведения о задании Data Mining, методах и средствах достижения необходимых результатов. Представлено общую информацию об алгоритмах, необходимых для решения каждого с заданий Data
Mining. Также в работе рассматриваются варианты Middleware, способного обеспечить прозрачное выполнение программ уровня пользователя. Уделено внимание промежуточному ПЗ, способному вести контроль за выполнением поставленных задач, и обеспечить необходимыми ресурсами ПЗ пользователя.
Результатом выполненных исследований является практическая часть работы, представляющая собой реализацию ансамбля алгоритмов, созданных для многопроцессорной вычислительной системы. При создании ПЗ использовалась технология MPI для передачи информации между процессорами. В результате смогли достичь повышение качества
классификации данных с использованием произвольного количества процессоров.


«Грид сервис прогноза биржевых котировок»
Пономаренко Борис Олегович

В роботе исследованы методы технического анализа, используемого в процессе прогнозирования. Была рассмотрена архитектура грид-систем, основные уровни грид-инфраструктуры, основные представленные ресурсы и средства
управления этими ресурсами. Также исследуется возможность использования грид-инфраструктуры для решения задач прогнозирования биржевых котировок.
На основании исследований методов технического анализа и особенностей архитектуры вычислительной среды Грид, сделано обоснование выбора методов и инструментов для реализации сервиса прогнозирования биржевых котировок.     Предложена архитектура грид-сервиса для заданной предметной области построения прогнозов, что используются в
качестве модели методом Нейронных сетей, а также сервисы грид-инструментария Globus Toolkit.


„Технологии разработки электронных курсов для систем e-learning Grid”
Кравцов Сергей Владимирович

 

Целью данной работы является исследование систем электронного обучения, применительно к Grid-cетям с целью разработки методологии и подбора программных средств, позволяющих осуществлять быструю разработку электронных курсов для систем eLearning Grid.
Концеция грид сетей настолько всеобъемлюща, что позволяет интеграцию даже с областями, информатизация которых видится невозможной или же возожной в очень отдаленном будущем (различные human-based grid services). Не является исключением и система электронного обучения. Темой, вызывающий острый интерес исследователей является использование дешевых вычислительных ресурсов грид-сетей для построения систем обучения, которые принципиально не реализуемы на отдельно взятых ПК по причине ограниченности вычислительных или дисковых ревурсов, а так же построения систем, использующих виртуальные грид-лаборатории. Коллаборативные возможности грид, такие как построение виртуальных грид –организаций также являются перспективными направлениями для построение систем электронного обучения.
Концепция быстрой разработки курсов воспринимается многими организациями как средство возвращения контроля над процессом электронного обучения, путем стандартизации производства контента, интеграции контента в LMS процесса обучения.
Быстрая разработка курсов также сделала корпоративное электронное обучение доступным для небольших и бюджетных организаций, не имеющих больших бюджетов на разработку курсов.
Актуальными являются исследования технологий реализации концепции быстрой разработки курсов для систем eLearning Grid и разработка методики быстрой разработки таких курсов с использованием новейших технологий.
В работе представлены теоретические сведения об архитектуре современных e-Learning систем, архитектуре систем e-Learning GRID, концепции и методологиях быстрой разработки курсов. Приведена общая классификация ПО, применяемого при быстрой разработке курсов.
Проведен анализ технологий и программных средств, применяемых при создании курсов для существующих систем обучения, проведен анализ совместимости курсов, разрабатываемых для eLearning GRID с современными стандартами обмена курсами.
Результатом проведенных исследований является разработка методологии быстрой разработки курсов для систем eLearning Grid, а так же подбор программных средств для реализации этой методологии.
Новшество выполненной работы заключается в применении грид-технологий для электронного обучения. В теоретическом плане работа предоставляет описание возможных архитектур систем eLearning grid и методик разработки обучающего контента. Была проведена работа по анализу и систематизации этих методик в обобщенную методику быстрой разработки обучающего контента. Также был проведен анализ ПО, применяющегося для разработки электронных курсов и выбран набор ПО, подходящий для быстрой разработки курсов согласно обобщенной методике.
Практическая ценность работы заключается в получении методики работы и набора необходимого ПО для построения электронных курсов в различных системах электронного обучения, в том числе eLearning GRID.
Были систематизированы методики разработки электронных курсов в рамках концепции быстрой разработки курсов.     Сформулирована обобщенная методика разработки учебного контента, учитывающая опыт передовых компаний-разработчиков электронных курсов.
Проанализировано ПО, используемое для разработки учебного контента и сформирован список рекомендуемого ПО, используемого на каждом шаге разработанной обобщенной методики разработки учебного содержимого.
Результаты проведенных исследований могут быть использованы как практическое руководство при создании курсов для современных систем электронного обучения и систем eLearning Grid.

Ukrainian (UA)Russian (CIS)English (United Kingdom)