РАЗРАБОТКА МЕХАНИЗМОВ ПРИМЕНЕНИЯ МОБИЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ ДЛЯ ЗАДАЧ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ВЫЧИСЛЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ 3
1 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ 5
1.1 Обоснование применимости мобильных устройств 5
1.2 Концепция системы 7
2 СТРУКТУРА КОМПОНЕНТОВ ЗАДАНИЯ 9
2.1 Данные 9
2.2 Алгоритм 10
3 МОБИЛЬНОЕ ПРИЛОЖЕНИЕ 11
3.1 Инициализация 11
3.2 Обработка заданий 13
3.3 Обработка исключений 16
3.4 Контроль за использованием ресурсов 16
4 СЕРВЕРНАЯ ЧАСТЬ ПРОГРАММНОГО РЕШЕНИЯ 18
4.1 Добавление задания 18
4.2 Подключение новых устройств к системе 19
4.3 Распределение данных 21
4.4 Обработка исключений 23
4.5 Контроль за процессом вычисления 24
5 ИНТЕРФЕЙС УПРАВЛЕНИЯ ЗАДАЧАМИ 27
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 31
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 33
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Исходный код Android-приложения 35
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Исходный код серверной части 47
ПРИЛОЖЕНИЕ В. Исходный код веб-интерфейса
Купить

Вследствие повсеместного использования вычислительной техники неумолимо растут и объёмы данных, которые необходимо обработать. Согласно аналитическому обзору, подготовленному Московской Биржей совместно с аналитиками “IPOboard”, средний объем базы данных в компании на данный момент составляет от 1 гигабайта (10Л9 байт) до одного терабайта (10л12 байт), для Big Data объемы базы данных составляют от одного петабайта (10Л15 байт) до одного эксабайта (10л18 байт) [1]. Работа с такими объемами данных требует использования суперкомпьютеров, но их дороговизна (к примеру стоимость суперкомпьютера Titan, установленного в национальной лаборатории министерства энергетики США, по оценкам составляет 100 миллионов долларов [2]) стала толчком развития систем на основе распределенных вычислительных сетей. Данный подход позволяет производить вычисления на огромных объемах данных, но при этом не требует больших затрат на покупку оборудования.
Суть данных систем заключается в разделении всего объема данных на более мелкие, а соответственно и менее требовательные к ресурсам пакеты данных. Данные пакеты распределяются по удаленным устройствам в сети, где и производятся вычисления [3]. После завершения вычислений на удаленных устройствах их результат отсылается на центральный компьютер, где производится объединение результатов и, при необходимости, запуск следующей итерации распределенного вычисления.
Однако, несмотря на все свои преимущества, у распределенных вычислений есть и недостатки. Одним из них, и наиболее препятствующим широкому распространению алгоритмов распределенных вычислений, является невозможность оперативной замены алгоритма вычисления на удаленных устройствах. Данная проблема особенно актуальна для случаев, когда для вычисления используются сторонние устройства, к которым у
вычисляющего нет прямого доступа. К таковым можно отнести мобильные устройства, их популяризация в купе с ростом производительности делает их явными кандидатами на роль базовых устройств для систем распределенного вычисления.
Зная потенциал систем, основанных на распределенных вычислениях, а также понимая проблему, препятствующую их распространению, было принято решение создать систему, основанную на мобильных устройствах, с возможностью изменения алгоритма вычисления без необходимости переустановки приложения.
Таким образом, цель данной выпускной квалификационной работы - разработка механизмов применения мобильных устройств для задач распределенных вычислений.
Задачи, выполнение которых необходимо для достижения поставленной цели:
1. Разработать клиентскую часть системы - приложение, отвечающее за вычисления и способное проводить их с минимальным участием владельца устройства.
2. Разработать серверную часть, которая отвечает за прием, распределение и перераспределение задач, а также контролирует весь процесс вычисления и принимает меры для устранения возникших проблем.
3. Разработать пользовательский интерфейс, который позволяет добавлять задачи, подзадачи, а также получать уведомления в процессе вычисления и отображать результат вычисления.
4. Разработать правила для создания задач, которые позволяли бы корректно управлять алгоритмом и данными.
Купить