РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ «ПЛАНИРОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ВЫЧИСЛЕНИЙ» И ЕЕ МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
Аннотация
В данной статье обсуждается составленная рабочая программа учебной дисциплины Б1.В.04 «Планирование распределенных вычислений», изучаемой при обучении в магистратуре направления 01.04.02 «Прикладная математика и информатика» по профилю «Математическое моделирование» во втором семестре. Рассмотрение включает описание программы учебной дисциплины и программной реализации некоторых иллюстрирующих курс примеров.
Описание рабочей программы учебной дисциплины содержит тематический план, перечень знаний, умений и навыков, которыми должен обладать обучающийся после завершения изучения дисциплины «Планирование распределенных вычислений», а также критерии оценивания результатов обучения.
Методическое обеспечение рассматриваемой дисциплины включает лабораторные работы и комплект демонстрационных программ, иллюстрирующих изложение курса. Обсуждаемые материалы были апробированы на практике в течение двух лет при проведении занятий по рассматриваемому курсу. В данной статье приводится краткое описание программной реализации некоторых иллюстрирующих примеров (скалярных часов и алгоритма взаимного исключения Лэмпорта [1], а также широковещательного алгоритма Сузуки-Касами [2]), позволяющих улучшить качество усвоения изучаемого материала. Реализация выполнена на платформе .NET Framework в среде программирования Microsoft Visual Studio 2017 на языке программирования C#. Для наглядности демонстрации приложения разработаны как многопоточные.
В рамках учебной дисциплины «Планирование распределенных вычислений» отводится достаточно большое время на самостоятельную работу. Предполагается, что во время проведения аудиторных занятий обучающиеся знакомятся с базовыми понятиями и алгоритмами, работают с демонстрационными программами, выполняют лабораторные работы, а затем самостоятельно расширяют свои знания, руководствуясь планом и тематикой занятий.
Литература
[2] Suzuki I., Kasami T. A distributed mutual exclusion algorithm. ACM Transactions on Computer Systems. 1985; 3(4):344-349. DOI: 10.1145/6110.214406
[3] Tanenbaum A.S., van Steen M. Disrtibuted Systems. Principles and Paradigms. Prentice Hall, 2001. 803 p.
[4] Toporkov М. Distributed sysmems models. М.: Fizmatlit, 2004. 320 p. (In Russian)
[5] Oganov A., Posypkin M., Roisen V., Samtsevich A., Sukhomlin V., Hrapov N. Volunteer Computing for Computational Materials Design. Modern Information Technologies and IT-Education. 2016; 12(1):91-96. Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=27539222 (accessed 05.09.2018). (In Russian)
[6] Posypkin M. et al. Solving stream ciphers cryptanalysis in distributed computing environments. Proceeding of the Institute for Systems Analysis of the Russian Academy of Science. 2009; 46:119-137. Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=15323443 (accessed 05.09.2018). (In Russian)
[7] Shmakina A. Survey on distributed computing technologies. Bulletin of the South Ural State University. Series: Computational Mathematics and Software Engineering. 2014; 3(3):51-85. Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=21938877 (accessed 05.09.2018). (In Russian)
[8] Russel J., Kon R. Distributed computations. М.: VSD, 2013. 103 p. (In Russian)
[9] Radchenko G.I. Distributed computations systems. Chelyabinsk: Photoartist, 2012. 184 p. Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=19599387 (accessed 05.09.2018). (In Russian)
[10] Coulouris G., Dollimore J., Kindberg T., Blair G. Distributed Systems: Concepts and Design. Fifth edition. Addison – Wesley, 2011. 1047 p.
[11] Fokkink W. Distributed Algorithms. Intuitive approach. The MIT Press, 2013. 242 p.
[12] Horalek J., Soběslav V. Analysis and Solution Model of Distributed Computing in Scientific Calculations. N. Nguyen, S. Tojo, L. Nguyen, B. Trawiński (eds) Intelligent Information and Database Systems. ACIIDS 2017. Lecture Notes in Computer Science. Vol. 10191. Springer, Cham, 2017, pp. 367-376. DOI: 10.1007/978-3-319-54472-4_35
[13] Brodsky Yu.I. Model synthesis and model-oriented programming – the technology of design and implementation of simulation models of complex multicomponent systems. In the World of Scientific Discoveries, Series B. 2014; 2(1):12-31. Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=21942274 (accessed 05.09.2018).
[14] Bondarenko A.A., Yakobovskyi М.V. Fault Tolerance for HPC by Using Local Checkpoints. Bulletin of the South Ural State University, Series: Computational Mathematics and Software Engineering. 2014; 3(3):20-36. Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=21938875 (accessed 05.09.2018). (In Russian)
[15] Grusho A.A. Erroneous states classification in dictributed computing systems and sources of their occurrence. Systems and Means of Informatics. 2017; 27(2):29-40. (In Russian) DOI: 10.14357/08696527170203
[16] Bychkov I.V., Manzyuk M.O., Semenov A.A., Zaikin O.S., Afanasiev A.P., Posypkin M.A. Technology for integrating IDLE computing cluster resources into volunteer computing projects. Proccedings of the 5th International Workshop on Computer Science and Engineering: Information Processing and Control Engineering. WCSE 2015-IPCE. Moscow, 2015, pp. 109-114. Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=24528373 (accessed 05.09.2018).
[17] Magoules F. Fundamentals of Grid Computing: Theory, Algorithms and Technologies. CRC Press, 2010. 322 p.
[18] Ivashko E. Distributed computations. GRID-systems. IBM – United States. 2009. Available at: http://www.ibm.com/developerworks/ru/library/l-grid (accessed 05.09.2018). (In Russian)
[19] Tanenbaum A.S., Austin T. Structured Computer Organization (6th Edition). Pearson, 2012. 808 p.
[20] Goff М.К. Network Distributed Computing: Fitscapes and Fallacies. Prentice Hall, 2004. 302 p.
[21] Varela C.A. Programming Distributed Computing Systems: A Foundational Approach. The MIT Press, 2013. 296 p.
[22] Gritsenko A., Demurchev N., Kopytov V., Shulgin A. Decomposition Analysis and Machine Learning in a Workflow-Forecast Approach to the Task Scheduling Problem for High-Loaded Distributed Systems. Modern Applied Science. 2015; 9(5):38-49. DOI: 10.5539/mas.v9n5p38
[23] Toporkov V., Toporkova A., Tselishchev A., Yemelyanov D. Slot Selection Algorithms for Economic Scheduling in Distributed Computing with High QoS Rates. W. Zamojski, J. Mazurkiewicz, J. Sugier, T. Walkowiak, J. Kacprzyk (eds) New Results in Dependability and Computer Systems. Advances in Intelligent Systems and Computing. Vol. 224. Springer, Heidelberg, 2013, pp. 459-468. DOI: 10.1007/978-3-319-00945-2_42
[24] Richter J. CLR via C #. (Developer Reference). 4th Edition. Microsoft Press, 2012. 896 p.
[25] Sharp J. Microsoft Visual C# Step by Step. (Developer Reference). 8th Edition. Microsoft Press, 2015. 816 p.
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
Редакционная политика журнала основывается на традиционных этических принципах российской научной периодики и строится с учетом этических норм работы редакторов и издателей, закрепленных в Кодексе поведения и руководящих принципах наилучшей практики для редактора журнала (Code of Conduct and Best Practice Guidelines for Journal Editors) и Кодексе поведения для издателя журнала (Code of Conduct for Journal Publishers), разработанных Комитетом по публикационной этике - Committee on Publication Ethics (COPE). В процессе издательской деятельности редколлегия журнала руководствуется международными правилами охраны авторского права, нормами действующего законодательства РФ, международными издательскими стандартами и обязательной ссылке на первоисточник.
Журнал позволяет авторам сохранять авторское право без ограничений. Журнал позволяет авторам сохранить права на публикацию без ограничений.
Издательская политика в области авторского права и архивирования определяются «зеленым цветом» в базе данных SHERPA/RoMEO.
Все статьи распространяются на условиях лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная, которая позволяет другим использовать, распространять, дополнять эту работу с обязательной ссылкой на оригинальную работу и публикацию в этом журналe.
