| Название НИОКТР |
Моделирование потоков отказов программных средств вычислительных кластеров
|
| Аннотация |
В Тульском регионе создан НОЦ мирового уровня ТулаТех, одним из флагманских проектов которого является проект по созданию региональной цифровой платформы инжиниринговых вычислений (с последующим масштабированием).
В рамках функционирования ТулаТех происходит разработка новых изделий и технологий, в т.ч. требующих при их моделировании переработки по сложным алгоритмам значительных объемов информации с применением кластерных вычислительных систем.
Очевидно, что создание такого рода сложных интегрированных систем сопряжено с решением ряда фундаментальных научных проблем, из которых можно выделить проблему повышения надежности программного обеспечения в информационных системах рассматриваемого типа.
Существует математический аппарат - сеть Петри Маркова - для моделирования как SISD, так и параллельных алгоритмов, который учитывает структурные особенности программ, случайный характер обрабатываемых данных, логику взаимодействия и время реализации параллельных фрагментов программ, т.е. является универсальным средством исследования алгоритмического и программного обеспечения.
В то же время, существует подход к моделированию отказов технических средств, связанный с построением Марковских или полумарковских структурно-параметрических моделей отказов/восстановлений, который позволяет определить такие важные характеристики, как время наработки на отказ и вероятность отказа в течении заданного интервала времени.
Решение обозначенной проблемы позволит построить модель отказов программного обеспечения вычислительных кластеров, идентичную модели отказов технических средств, а следовательно с единых методологических позиций оценивать надежность программно-технических комплексов, реализующих цифровые технологии управления в промышленности.
Научная новизна проекта заключается в следующем.
1) Разрабатывается концепция моделирования отказов программного обеспечения кластерных вычислительных систем, основанная на трансформации моделей обработки данных, полученных с применением фундаментального математического аппарата сетей Петри-Маркова в модели надежности программного обеспечения и аппаратно-программных комплексов, формируемые в рамках того же математического аппарата.
2) Разрабатывается математический аппарат, основанный на алгебре конкатенаций, ориентированный на разделение произвольной управляющей сети Петри-Маркова и наложенной на нее произвольной информационной сети Петри на линейные фрагменты, которые моделируют обработку данных, локализованных в определенной области пространства данных.
3) Разрабатывается метод преобразования управляющей сети Петри-Маркова и информационной сети Петри в параллельную сеть Петри-Маркова, моделирующую обработку данных в кластерной вычислительной системе.
4) Разрабатывается алгоритм оптимизации параллельного процесса, отличающийся от известных тем, что минимизируется время простоя кластеров, оцениваемое по результатам исследования «соревнований» между параллельными кластерами.
5) Разрабатывается метод трансформации сети Петри-Маркова, описывающей параллельный алгоритм, реализуемый на кластерной ЭВМ, в сеть Петри-Маркова, описывающую процесс отказов программного обеспечения.
Как решение задач проекта, так и достижимость поставленных целей, определяется четкой их постановкой, логической последовательностью и взаимосвязанностью работ, выполняемых на разных этапах, корректным использованием фундаментального математического аппарата и опытом работ участников проекта.
|
| Доступ к ОКОГУ исполнителя |
False
|
| Количество связанных РИД |
0
|
| Количество завершенных ИКРБС |
0
|
| Сумма бюджета |
3000.0
|
| Дата начала |
2025-05-16
|
| Дата окончания |
2026-12-31
|
| Номер контракта |
№ 25-29-20177
|
| Дата контракта |
2025-05-14
|
| Количество отчетов |
2
|
| УДК |
681.5.01
|
| Количество просмотров |
3
|
| Руководитель работы |
Привалов Александр Николаевич
|
| Руководитель организации |
Подрезов Константин Андреевич
|
| Исполнитель |
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "ТУЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Л.Н. ТОЛСТОГО"
|
| Заказчик |
Российский научный фонд
|
| Федеральная программа |
—
|
| Госпрограмма |
—
|
| Основание НИОКТР |
Грант
|
| Последний статус |
2025-06-25 12:50:43 UTC, 2025-06-25 12:50:43 UTC
|
| ОКПД |
Нет
|
| Отраслевой сегмент |
—
|
| Минздрав |
—
|
| Межгосударственная целевая программа |
—
|
| Ключевые слова |
эффективность; вычислительная сложность; соревнование; полумарковская модель; наработка до отказа; поток отказов; вычислительный кластер; распараллеливание
|
| Соисполнители |
—
|
| Типы НИОКТР |
Фундаментальное исследование
|
| Приоритетные направления |
—
|
| Критические технологии |
—
|
| Рубрикатор |
50.03.03 - Теория управления техническими объектами и технологическими процессами; 50.07.03 - Теория и моделирование вычислительных сред, систем, комплексов и сетей; 50.09.47 - Устройства управления и регулирования
|
| OECD |
—
|
| OESR |
Автоматизированные системы управления
|
| Приоритеты научно-технического развития |
а) переход к передовым технологиям проектирования и создания высокотехнологичной продукции, основанным на применении интеллектуальных производственных решений, роботизированных и высокопроизводительных вычислительных систем, новых материалов и химических соединений, результатов обработки больших объемов данных, технологий машинного обучения и искусственного интеллекта;
|
| Регистрационные номера |
ikrbs: {'card_list': [{'id': 'P2RYWPB64IBYNEZQX35Y84JJ'}]}
|
