Модели и программные средства информационно-вычислительных системНИР

Models and software informational-computing systems

Источник финансирования НИР

госбюджет (для тем по госзаданию)

Этапы НИР

# Сроки Название
4 1 января 2014 г.-31 декабря 2014 г. Модели и программные средства информационно-вычислительных систем
Результаты этапа: В рамках развития информационно-вычислительного GRID-полигона путем расширения состава предоставляемых им прикладных сервисов и создания поддерживающих такие сервисы дистрибутивов программного обеспечения: - проведены эксперименты по моделированию распределенных систем для проведения научных вычислений с использованием GRID-технологий, включающих средства обеспечения информационной безопасности ресурсов таких систем; - проведены эксперименты по моделированию распределенных систем передачи, хранения и обработки потоков мультимедийных данных с использованием средств физического и виртуального моделирования в сочетании со средствами дискретно-событийного имитационного моделирования и сетевых структур; - разработана архитектура программной системы моделирования виртуальных консолей для управления распределенной вычислительной инфраструктурой, выработаны подходы для применения данной системы к моделированию виртуального учебного компьютерного класса. На направлении реализации новых и совершенствования существующих моделей, алгоритмов, инструментальных средств на их основе для систем автоматизированного распараллеливания программ: - разработан и реализован новый эффективный вычислительный алгоритм для решения систем линейных уравнений с разреженными матрицами, которые возникают в расчетных кодах, построенных на основе неявной схемы; - реализована и отлажена параллельная версия отечественного расчетного теплогидродинамического кода БАГИРА для моделирования процессов в активной зоне и в контурах ядерных реакторов на сжатой воде; - разработана модель и реализован алгоритм для динамического распараллеливания программ внутри CUDA-устройств (графических спецпроцессоров), которая позволяет эффективно задействовать вычислительные мощности графических адаптеров для решения задач с априорно неизвестным распределением нагрузки между отдельными вычислительными гранулами приложения; - разработан алгоритм и реализовано приложениe для обращения криптостойких хэш-функций (для проверки стойкости паролей), которое эффективно использует разработанную технологию динамического распараллеливания программ для CUDA-устройств. В рамках разработки новых и совершенствования уже существующих механизмов, формальных моделей и программных средств обеспечения безопасности информационно-вычислительных и телекоммуникационных ресурсов больших, сложно организованных систем: - проведена систематизация современных средств защиты информации, используемых при организации распределенных систем передачи, хранения и обработки мультимедийной информации, а также анализ таких средств на предмет целесообразности их использования в системах мониторинга состояния сложных технологических объектов, а именно -- изучены типовые протоколы поддержки данных, используемые для защищенной передачи мультимедийной информации в IP-сетях; -- проведен обзор способов адаптации таких протоколов к изменяющимся условиям передачи потоковых данных в целях обеспечения доступности данных и защиты сетевых структур от исчерпания коммуникационных ресурсов; - разработаны способы оценки влияния средств защиты информации при ее передаче на характеристики качества обслуживания в распределенных системах научных вычислений и системах передачи, хранения и обработки потоков мультимедийных данных, в том числе - предложены способы использования -- гибридного виртуально-физического моделирования распределенных систем на основе современных средств виртуализации, позволяющих с высокой точностью моделировать программные компоненты средств защиты и прикладные программные компоненты исследуемых распределенных систем; -- средств имитационного моделирования (на примере программного пакета ns3) для исследования эффективности средств защиты, действующих в изменяющихся условиях передачи данных в сетевой инфраструктуре рассматриваемых распределенных систем.
5 1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. Модели и программные средства информационно-вычислительных систем
Результаты этапа: В рамках развития информационно-вычислительного GRID-полигона путем расширения состава предоставляемых им прикладных сервисов и создания поддерживающих такие сервисы дистрибутивов программного обеспечения (В.А.Васенин, А.С.Шундеев, А.А.Коршунов, С.А.Афонин, Д.Д.Голомазов, А.В.Бахтин, А.А.Зензинов): - разработана архитектура пользовательского интерфейса программной системы "Виртуальный компьютерный класс"; - разработаны программные механизмы интеграции виртуальных консолей на базе языковых средств, создан интегрирующий метаязык над командным языком консоли (терминала); - расширены функциональные возможности для моделирования сетевой среды с использованием средств сетевого моделирования ns-3; - добавлена возможность моделирования: различных сетевых параметров (пропускной способности, задержки передачи пакетов и др.); типов среды передачи данных (проводной и беспроводной сети); топологии сети; реалистичного HTTP-трафика. На направлении реализации новых и совершенствования существующих моделей, алгоритмов, инструментальных средств на их основе для систем автоматизированного распараллеливания прикладных программ (В.А.Васенин, М.А.Кривчиков, В.А.Роганов): - разработан предметно-ориентированный язык, основанный на предложенной ранее модели динамического параллельного исполнения программ; программы, написанные с использованием языка, допускают статическую проверку условий, при которых свойства модели динамического параллельного исполнения программ гарантируют соответствие результатов параллельного и последовательного выполнения; к языку адаптирован фрагмент программного кода CMS для моделирования теплогидродинамических процессов для многофазных сред; - разработана и реализована масштабируемая среда для параллельного моделирования поведения мультиагентных систем, разработанных в среде AnyLogic; - разработана схема для реализации адаптивных параллельных алгоритмов для сеточных и конечно-элементных методов при помощи отечественных программных средств динамического распараллеливания программ; - разработана реализация супервызова (параллельного вызова процедур) для языка программирования Java, пригодная для работы на современных супер ЭВМ; - разработан метод отказоустойчивой передачи мультимедийных данных по нескольким ненадежным сетевым каналам; - разработан отказоустойчивый вариант алгоритма решения СЛАУ с разреженными матрицами большой размерности с трехмерной топологией. В рамках разработки новых и совершенствования уже существующих механизмов, формальных моделей и программных средств обеспечения безопасности информационно-вычислительных и телекоммуникационных ресурсов больших, сложно организованных систем (В.А.Васенин, А.А.Иткес, В.Ю.Бухонов, К.А.Шапченко): - разработана и прошла тестовые испытания модель логического разграничения доступа на основе цепочек отношений между объектами системы ИАС «Наука МГУ» («ИСТИНА») – реляционная модель ЛРД; - с целью представления и апробации реляционной модели ЛРД в среде специалистов сделаны доклады на всероссийских научно-технических конференциях и опубликованы статьи, посвящённые теоретическому описанию модели, результатам первичных тестов на оценку ее производительности, а также - сравнительному анализу схожих моделей, использующихся в области обеспечения безопасности информационно-вычислительных и телекоммуникационных ресурсов больших сложноорганизованных систем; - разработан действующий прототип модели, как в виде отдельного приложения, так и в виде отдельного механизма ИАС «Наука МГУ» («ИСТИНА»), который проходит испытания и оптимизируется с учетом реалий системы, а именно - текущих и ожидаемых объемов данных, характера этих данных с точки зрения законодательства (персональные и не персональные данные, финансовые и статистические показатели и т.д.), уже существующих основных и вспомогательных механизмов системы.