Сервисно-ориентированная технология проектирования

Сервисно-ориентированная технология
проектирования наукоемкого программного
обеспечения для высокопроизводительных
вычислительных систем
Сергей Ковальчук
Цели проекта





Развитие принципов проектирования программно-аппаратных
комплексов для компьютерного моделирования на
высокопроизводительных вычислительных системах
Создание технологии оптимального отображения на параллельные
вычислительные архитектуры
Построение системы сервисов, реализующих базовые компоненты
высокопроизводительных программных комплексов
Разработка инструментальной среды визуального проектирования,
предназначенной для конструирования программных комплексов,
ориентированных на моделирование сложных систем
Организация пользовательского интерфейса для доступа к
вычислительным ресурсам, программным компонентам и данным
вычислительного комплекса
Решаемые проблемы

Рост структурной сложности вычислительных задач





Все чаще возникает задача моделирования сложных систем (пример:
задача моделирования экстремальных явлений в атмосфере и океане)
Наличие множества разнообразных программных компонентов,
предназначенных для моделирования составных частей сложных
систем
Многообразие интерфейсов доступа к программным ресурсам и
данным
Усложнение аппаратных архитектур вычислительных комплексов
В итоге: сложность построения эффективных программных
комплексов, занимающихся моделированием сложных систем
Суть решения




Создание набора сервисов, предназначенного для
конструирования высокопроизводительных программных
комплексов
Организация унифицированной работы с различными
источниками данных и программными компонентами
Создание базы знаний о принципах использования
моделей, эффективной организации их параллельной
работы
Повышение эффективности использования возможностей
параллельной вычислительной архитектуры за счет
динамической работы со схемой распределенных
вычислений
Схема работы пользователя
Модели
Service
Добавление вычислительных модулей
Service
Загрузка данных
Определение
источников данных
Построение структуры вычислений
Запуск
Получение результатов
Service
Milestones
1.
2.
3.
4.
5.
Создание онтологии сервисов наукоемкого
высокопроизводительного программного комплекса
Формирование концепции организации параллельных
вычислений на различных параллельных
вычислительных архитектурах с использованием
разработанной структуры сервисов
Разработка принципов организации эффективного
доступа к данным, находящихся в различных
источниках
Организации динамического построения и
реструктурирования схемы параллельных вычислений
Разработка системы взаимодействия с конечным
пользователем посредством web-интерфейса и webсервисов
Распространенные подходы к
решению



Представляют собой специализированный
программный комплекса для решения
конкретной задачи
Используют привязку к конкретной архитектуре
(программной или аппаратной)
Пример вычислительной системы: среда Intel
SOA Expressway
Преимущества






Унификация работы с моделями
Возможность расширения базы моделей
Упрощение процесса организации
взаимодействия моделей в рамках решаемой
задачи
Повторное использование как отдельных
моделей, так и построенных схем моделей
Работа с различными вычислительными
архитектурами
Динамическая организация параллельной работы
Предоставляемые услуги




Возможность построения схем взаимодействия
программных модулей в терминах сервисов
Использование готовых (собственных и чужих)
модулей и сконструированных вычислительных
компонент
«Аренда» вычислительных сервисов (в т.ч.
принадлежащих другим пользователям)
Хранение организация доступа к данным
(источникам данных, промежуточным
результатам вычислений, конечным результатам)
Уровни использования системы



Предоставление пользователям, нуждающимся
в решении задач моделирования сложных
систем, возможности вычислений с
использованием сервисов системы
Установка платформы владельцами
вычислительных ресурсов на принадлежащие
им высокопроизводительные комплексы
Предоставление разработчикам научного
программного обеспечения возможности
простой разработки средств моделирования
сложных систем
Планируемые итоги




Построение универсальной среды для конструирования
высокопроизводительных программных комплексов
Использование построенной среды в качестве платформы
для решения наукоемких вычислительных задач
Предоставление пользователям вычислительных
ресурсов посредством сервисов системы
Распространение пакета программного обеспечения


Для владельцев вычислительных ресурсов
Для пользователей вычислительных ресурсов