CC BY
12
вихщно! шформацп / О.В. Лаврухiн // Вю-ник Днiпропетровського нацiонального ушверситету залiзничного транспорту iменi академiк В.Лазаряна. - Дншропет-ровськ, 2008. - Вип. 25. - С. 162 - 164.
2. Лаврухш О.В. Удосконалення технологи розподшу вагошв на основi авто-матизацп процеав змiнно-добового пла-нування / О.В. Лаврухш // Вюник еконо-мши транспорту i промисловостi. - Хар-к1в, 2008. - Вип. 22. - С. 63-64.
3. Лаврухш О.В. Визначення цшьово'1' функцп прюритетного вiдправлення вантажних поiздiв зi станцп / О.В. Лаврухiн // Восточно-Европейский журнал передовых технологий, 2011. -Вип. № 2/10 (50). - С. 20-25.
4. Лаврухш О.В. Визначення економiчних параметрiв цшьово'1' функцп прюритетного вщправлення вантажних по'1здв зi станцп / О.В. Лаврухiн // Восточно-Европейский журнал передовых технологий, 2011. - Вип. № 3/3. - С. 29-31.
Анотацн:
Сформовано ochobhí пвдходи щодо реалiза-цй' системи пiдтримки прийняття рiшень оперативного управлiння з розподшеним штучним iнтеле-ктом
Ключовi слова: оперативне планування, ро-зподiлений штелект, iнтелектуальнi модулi, осно-внi контури, дорожнiй контур.
Сформированы основные подходы по реализации системы поддержки принятия решений оперативного управления с распределенным искусственным интеллектом
Ключевые слова: оперативное планирование, распределенный интеллект, интеллектуальные модули, основные контуры, дорожный контур.
Formed the main approaches to implement decision support systems operational management of distributed artificial intelligence
Keywords: operational planning, distributed intelligence, intelligent modules, the basic contours, road circuit.
УДК 621.39
ЯРЕМКО 1.М., старший викладач (ДонНТУ); ДОЛГ1Х 1.П., старший викладач (ДонНТУ).
Оптим1защя функщонування центру обробки даних
Постановка проблеми
Функщонування центру обробки даних (ЦОД) ютотно залежить вщ складу за-вдань, вихщних даних i сигнал1в, яю по-ступають на вхiд ЦОД - робочого наван-таження. Робоче навантаження залежить вщ призначення ЦОД i е рiзною для центрiв, якi оперують рiзними шформацш-ними потоками. Плануючи розмiщення серверiв в ЦОД, необхщно забезпечити
найбiльш повну вiдповiднiсть центра об-робки до свого призначення. Сформувати набiр характеристик таким чином, щоб вони давали найбшьш повне представлення про ефективнiсть функщонування ЦОД [1,2].
Постановка задач1
Функщонування центру обробки даних представляеться у виглядi певного
процесу. Процеси тдроздшяються на прикладнi й системш. Прикладнi реалiзу-ють основш функцп, заданi прикладними програмами або обробними програмами ОС, а шщюються завданнями користува-чiв або сигналами, що надходять у систему зовш.
Процес Р; описуеться
якР = {{.,Л.,Ti}, де - момент Ыщюван-
ня процесу. - атрибути процесу, що ви-значають обчислювальну складнiсть, обсяг оброблюваних даних, вимоги до часу вщ-гуку, частоту запитiв i Т. - траса процесу.
Траса процесу - послщовшсть подш, пов'язаних зi змшою стану процесу. Траса процесу представляеться у виглядi впоря-дкованого множини подш
Т — {,$2,...,Бм}, що мали мiсце в моме-
^ 12 ^ - ^ .
нти часу ,...,1М, причому
До подiй вiдносяться
моменти старту процесу, початку й заве-ршення обробки окремих завдань, початку й закшчення виконання процесiв у зовнь шнiх пристроях центру обробки даних, початку використання й звшьнення роздь лiв пам'ятi, надаваних процесу в запам'я-товувальних пристроях, i ш.
Траса може бути представлена у ви-глядi часово'1' дiаграми, що зображуе виконання програми процесором i пам'яттю (рисунок 1). Траса складаеться з перiодiв, коли процесор i пам'ять зайнятi виконан-ням програми й iнтервалiв часу, протягом яких процес перебувае в сташ очшування, тобто не обслуговуеться жодним пристро-ем, очiкуючи моменту його звшьнення.
Початок процесу
Надання
Запит ресурсу
Очщвання надання ресурсу
виконання процесу
Б2 Бз *>4 Бв Бб
Рисунок 1. - Часова дiаграма процесу в ЦОД
У розглянутш проблемнш обласп найбшьший iнтерес представляе потреба завдань у ресурсах: оперативно'1' й зовшш-ньо'1' пам'ятi, процесора часу. Тому робоче навантаження, яке вщносится до часу Т,
визначимо у виглядi множини характеристик завдань
л = {Д }={лг, ©,,..., е.,} (1)
де Д., - опис 1-го завдання, що вста-новлюе його атрибути А; i потреба завдання в ресурсах ®п,...,.
Припустимо, що е потш вимог до ресурсу системи, ус вимоги поводяться статистично однаково, причому кожна з них вимагае деякого числа операцш вiд
ресурсу. Припустимо також, що е обчис-лювальна система (кластер серверiв i систем збер^ання даних) обслуговуюча М користувачiв. Дослiджуемо дану систему з погляду користувача, як показано на рисунку 2.
Рисунок 2. - Представлення ЦОД у виглядi мережi СМО
ЦОД як модель масового обслугову-вання
Скористаемося моделлю масового обслуговування замкнено'1' мереж для си-стеми колективного користування з бага-тьма ресурсами.
Нехай е замкнена мережа iз загаль-ним числом К=М вимог, кожна з яких генеруе вихщне вiд користувача вимогу з iнтенсивнiстю Л вимог у секунду щораз, коли вимога перебувае в користувача, тобто вс вимоги характеризуються серед-нiм часом мiркування 1/Л секунд, яке ви-
ходить iз довiльного закону розподшу. Кожна, таким чином, сгенерована вимога надходить потсм у ЦОД i перемiщуеться вiд ресурсу до ресурсу вщповщно до пе-рехщних ймовiрностей Г.., зрештою вер-
таючись на термiнал користувача. У цей момент розглянута вимога переходить до генерування ново'1' вимоги.
Позначимо через Т середнiй час проходження через ЦОД i через 1/Л - се-реднiй час перебування в користувача. Таким чином, середнш час циклу дорiв-нюе Т +1/Л, а середня пропускна здат-
шсть системи становить Л' = + у д}
вимог у секунду. Аналопчно нехай N -середне число вимог у ЦОД i М' - середне число вимог у термшальному вузлi. На пiдставi формули Лiттла маемо
Т==Л (2)
Враховуючи, що М = N + М', одержуемо
Т=К=МЖ (3)
Л XX
Крiм того, якщо застосувати формулу Л^ла до термiнального вузла, буде мати 1/ Л = М '/ Л, таким чином,
Т=М _ I
Л Л
(4)
Розглянемо насичений вузол, або ву-зьке мюце в ЦОД, який на рисунку 2 по-значений буквою Б. Це такий вузол, у яюм вщношення Х5/ш5 приймае найбшьше значення з усiх xi|mi, у система
Щоб знайти х необхiдно розв'язати систему рiвнянь
ЪХ =Тм]Х]г]1
(5)
1=1
де може бути iнтерпретоване як
вщносне число вiдвiдувань i-го вузла при циркуляцп вимог у мережь Для кожного розглянутого випадку jUNxN - сере-
дне число вщвщувань вузького мюця на кожне надходження вимог у кластер.
Щоб знайти число насичуючих ви-мог М*, припустимо, що М* повинне бути дорiвнюе максимальному числу iдеально спланованих завдань, що не дають шяких взаемних перешкод. Для кожного з обслу-говуваних т приладiв у насиченому вузлi можна спланувати максимальне число завдань, яке дорiвнюе необхщному часу обслуговування завдання в одному цикл^ подiленому на час обслуговування завдання в насиченому вузлi за цикл. Зага-льний час обслуговування за цикл дорiв-нюе
Ы jNХN Ъ
(6)
тобто сумi по вах вузлах добуткiв числа вщвщувань вузла на цикл, на середнш час обслуговування на вщвщування.
Час перебування в насиченому вузлi дорь внюе
ц x 1
' S S
цмХм ц
(7)
Тому що е ms таких обслуговуючих приладiв, вiдношення загального часу об-слуговування за цикл вчасно перебування в насиченому вузлi за цикл може бути помножене на ms що в тдсумку дае
m„
N
M * X x
x г=1
(8)
Задамося метою з'ясувати, як полш-шуеться характеристика системи в цшому, якщо усунути вузьке мiсце шляхом збшь-шення iнтенсивностi обслуговування в насиченому вузль Легко припустити, що в результат цього який-небудь шший ву-зол, наприклад Б' стане вузьким мюцем системи.
Як показано в робот [3], якщо про-довжувати цю процедуру усунення вузь-ких мiсць, завжди можна чекати поява нового вузького мюця.
Дана характеристика мае важливе значення для визначення ефективност функцiонування ЦОД, тому що дозволяе оцшити виграш у полшшенш характеристик ЦОД при використанш потужнiших апаратних засобiв ^або досконалих мето-дiв управлiння потоками шформацп.
Висновки
Таким чином, завдання дослщження фор-мулюеться як завдання оптимiзацii функ-цiонування замкнено'1 системи масового обслуговування. Завдання оптимiзацii по-лягае в максимiзацii продуктивностi ЦОД при вартосп, що не перевершуе задану
або мiшмiзацii вартостi ЦОД при продуктивности не нижче задано:!.'.
Список лггератури
1. В.Г. Олифер. Компьютерные сети: принципы, технологии, протоколы: Учебн. Для вузов 2-е изд. / В.Г. Олифер, Н.А. Олифер - СПб. Питер, 2005 - 864.
2. Безрук В.М. Методы многокритериальной оптимизации информационных систем/ В.М. Безрук // Радиоэлектроника и автоматика. - 1999. - Вып.2/07. с.63-68.
3. Л.Клейнрок. Вычислительные системы с очередями: Пер. с англ./ Л.Клейнрок, - М.: Мир, 1979.-600с.
Анотацн
Ключов1 слова: центр обробки даних, оп-тим1защя, система масового обслуговування.
Розглянуто постановку задач1 оптим1заци функцюнування центру обробки даних. Функцю-нування центру обробки даних представляеться у виглад певного процесу, який описуеться шлько-ма параметрами: моментом шщшвання, атрибутами i трасою. Розглянуто ЦОД як модель масового обслуговування замкнено! мереж для системи колективного користування з багатьма ресурсами.
Рассмотрена постановка задачи оптимизации функционирования центра обработки данных. Функционирования ЦОД представляется в виде определенного процесса, который описывается несколькими параметрами: моментом инициации, атрибутами и трассой. Рассмотрены ЦОД как модель массового обслуживания замкнутой сети для системы коллективного пользования с многими ресурсами.
We consider the formulation of the problem of optimizing data center. Operation of the data center is in the form of a specific process, which is described by severalparameters: the point of initiation and route attributes. Examined the data center as a model of a closed queuing network for shared-use system with many resources.
