Андрей Чусов: Перезаписал страницу послу модификаций на сервере

2015-05-25T10:24:42Z

Перезаписал страницу послу модификаций на сервере

Новая страница

На данном портале размещены и будут размещаться документация и исходные коды, реализующие высокопроизводительную систему моделирования физических полей. Предварительное название системы - CAMaaS (Computer-Aided Modelling as a Service).

Напоминаю, что разработка основных архитектурных компонентов законченного продукта, а также частичная их реализация, уже выполнялась мною в одиночку, поэтому основная проблема сейчас - правильная организация работы и ее распределение в коллективе.

В качестве подхода, который будет использоваться для организации рабочего процесса, будет использован [http://en.wikipedia.org/wiki/Unified_Process Unified Process] (UP). Поскольку уже существуют некоторые наработки, их придется совмещать с артефактами UP, а принципы последнего пока не будут в полной мере выполняться.

Для чтения вики регистрации не требуется (пока), для правок требуется удаленная регистрация.

'''[http://www.chusov.org/git/ Git-репозитории проекта.]''' ''Для доступа на чтение и запись требуется локальная регистрация''. Для регистрации высылайте запрос на [mailto:lpsztemp@hotmail.com?Subject=Registration%20Request почту] с указанием от кого запрос.

Предварительная документация, полученная автоматизированно с помощью [http://doxygen.org doxygen] и, возможно, требующая форматирования и правок, доступна на http://chusov.org/doxygen.

=== Vision<ref>Верхнеуровневые цели и ограничения, задачи пользователей, аннотация</ref> ===

Необходимость разработки продукта вытекает из потребностей специалистов предметных областей, связанных с моделированием различных физических полей, в универсальном решении для проведения модельных экспериментов в различных предметных областях, со сколь угодно сложной задачей и степенью аппроксимации моделируемого объекта, различными требованиями ко времени вычислений с одной стороны, и к адекватности результатов моделирования с другой.

Иными словами? мы разрабатываем недорогое программное решение, которое позволило бы выполнять моделирование физических полей в различных предметных областях, являясь при этом масштабируемым в смысле использования произвольного набора параллельных вычислителей - процессоров <ref>на первых этапах имеются ввиду логические ядря центральных процессоров</ref> и компьютеров.'' Подробная информация об актуальности работы и о результатах анализа существующих систем моделирования приведена в монографии <ref>А. А. Чусов and Л. Г. Стаценко. Разработка адаптируемых распределенных систем параллельного моделирования, анализа и визуализации физических полей. Инженерная школа, ДВФУ, 2014. URL: http://www.chusov.org/files/camaas/ChusovMonography2014.pdf.</ref>.

Поэтому законченный продукт должен удовлетворять трем принципиальным требованиям:
*Адаптируемость.
*Масштабируемость.
*Поддержка многопользовательской работы над одним или множеством модельных проектов, в одной или разных предметных областях, с использованием одной копии разрабатываемого продукта.

==== Целевые пользователи ====
;Пользователь
:Программа предполагает наличие пользователей, в интересах которых на основе имеющегося описания среды распросранения поля получить картину распределения характеристик этого поля на плоскости или в пространстве, возможно изменяющихся во времени. Пользователь не располагает знаниями в области вычислений или компьютерного моделирования и использует либо существующие на сервере, либо заданные самим пользователем программно-аппаратные реализации моделирования физического поля в необходимой предметной области, работающие в связке с сервером, предоставляющим функции по обслуживанию модельных экспериментов.
;Эксперт предметной области
:Разработчик алгоритмов моделирования в предметной области на основе соответствующих знаний. Не умеет программировать, не знает как реализуется моделирование, имеет поверхностное представление о сервисах и о том, что алгоритм должен быть параллельным. Работая в связке с ''программистом предметной области'' реализует проблеммно-ориентированное решение, которое, используя интерфейс локального или удаленного экземпляра предметно-независимой подсистемы, фактически выполняет моделирования.
;Программист предметной области
:Работая в связке с ''экспертом'' реализует предметно-ориентированное высокопроизводительное решение, для выполнения модельных экспериментов в предметной области.

=== Основной сценарий успешного использования ===

Полная информация: [[Use-Case Model]]

=== Нефункциональные требования ===

=== Глоссарий ===

=== Упорядочить следующее ===

Основная задача, которая решается в работе, заключается в построении программной системы, обслуживающей высокопроизводительное моделирование различных физических полей в одной среде. То есть вся система моделирования разбивается на две подсистемы:
# ''Предметно-независимая подсистема.'' Обеспечивает сервисные функции, как то: геометрическое моделирование среды, в которой моделируется поле, банки данных, пользовательский интерфейс, визуализация, распределение вычислительного времени.
# ''Предметно-ориентированная подсистема.'' Выполняет собственно моделирование с использованием ресурсов, предоставленных предметно-независимой подсистемой. В систему входят предметно-ориентированные компоненты, которые разрабатываются с участием специалиста предметной области, задающего параллельный алгоритм, реализуемый с использованием средств поддержки разработчика моделирующих подсистем.

Устанавливается строгое требование к независимости реализации предметно-независимой подсистемы от специфики решаемой модельной задачи. Предметно-независимая подсистема должна реализовываться для обеспечения сервисных функций, обеспечивающих моделирование любого физического поля на любых масштабах. Специфика и алгоритм расчета конкретного поля, такие как возможность лучевого приближения, затухание, поляризация и. т. п., должны задаваться исключительно соответствующим компонентом предметно-ориентированной подсистемы.

Важно выделить, что реализация взаимодействия между подсистемами на верхнем уровне должна поддерживать размещение экземпляров подсистем как на одной машине, так и на удаленных машинах. описать в отдельном разделе.

С точки зрения пользователя задача системы состоит в том, чтобы на основе данных о среде, в которой генерируется моделируемое поле, ему была возвращена картина распределения этого поля в 2D или 3D формате.

Данные, вводимые пользователем, включают:
# ''Геометрическую модель среды распределения поля.'' Под геометрической моделью понимается двух или трехмерное описание компонентов модели среды распределения поля: их положение, размеры и. т. п.
# ''Физическую модель.'' Пользователь задает параметры каждого компонента геометрической модели, задавая их материалы и вещества. Физические параметры материала (коэффициенты поглощения, диэлектрические проницаемости, и. т. п.) выбираются из базы данных, система управления которой, как будет указано ниже, входит в предметно-независимую подсистему, а наполнение осуществляется для конкретной предметной задачи. К физическим параметрам относятся и те, которые задают прохождение волны в части среды, не определяемой компонентами геометрической модели (например, давление, влажность, температура воздуха).
# ''Количество и положение плоскостей вывода результатов моделирования.'' Под плоскостями вывода результатов понимаются плоскости, секущие геометрическую модель среды распределения поля. На этих плоскостях в процессе моделирования будут в различных точках "накапливаться"получаемые параметры моделируемого поля.

Данные, получаемые пользователем в результате выполнения программы, включают:
# ''Распределение характеристик поля по плоскостям вывода результатов.'' Значения исследуемых характеристик поля в контрольных точках, являющихся элементами матриц распределения по плоскостям вывода результатов - по одной матрице на плоскость.
# ''Визуализация распределения поля как функция от значений на плоскостях.'' Визуальное отображение значений на одной плоскости - в виде линий уровня. Для трехмерного отображения предполагается расположение плоскостей в виде сетки и построение плоскостей равных характеристик поля. Результат визуализации может быть наложен на графическое представление среды распределения поля (следующий пункт).
# ''Визуализация геометрической модели среды распределения поля.'' Двух или трехмерное отображение среды, доступное до проведения процедуры моделирования. После завершения моделирования используется как графическая подложка, на которую накладывается картина распределения поля.

Устанавливается требование к поддержке многопользовательской работы в системе над одним или множеством модельных проектов.

=== Предметно-независимая подсистема ===
Сервисные функции предметно-независимой подсистемы включают в себя:
*Централизованное хранение адресов компонентов системы и управление ими.
*Распределение нагрузки между вычислителями, выполняющими компоненты моделирования.
*Реализация политики безопасности и поддержки ролей пользователей системы.
*Реализация геометрической модели среды распространения моделируемого поля и централизованного доступа к ней.
*Реализация системы управления банками данных, необходимых при выполнении моделирования.
*Реализация пользовательского интерфейса системы.
*Реализация межсистемного взаимодействия по протоколам HLA.

На основе указанных функциональных требований к предметно-независимой подсистеме в целом заданы следующие структурные компоненты предметно-независимой подсистемы на верхнем уровне системной иерархии:
# ''Подсистема управления.'' Реализует централизованное хранение адресов узлов распределенной системы моделирования и предоставление авторизованного доступа к ним по запросу. По состоянию на 02.03.2015 подсистема структурно объединена с подсистемой безопасности и подсистемой балансировки нагрузки. Развитие предполагает разделение этих подсистем на отдельные компоненты на верхнем уровне системной иерархии архитектуры предметно-независимой подсистемы.
# ''Подсистема безопасности.'' Реализует политику безопасности в системе моделирования в целом, включая реализацию (серверная часть) протоколов аутентификации и авторизации подсистем и пользователей. пока объединена с подсистемой управления и подсистемой балансировки нагрузки
# ''Подсистема балансировки нагрузки.'' Реализует распределение нагрузки между вычислительными узлами, реализующими модельные эксперименты и структурно входящими в предметно-ориентированные подсистемы. Распределение нагрузки реализуется за счет использования двух списков: событий, описывающих параметры элементарных компонентов моделирования в соответствии с заданным в предметной области разделением моделируемого объекта в пространстве и во времени [4], а также адресов вычислительных узлов, собственно выполняющих компоненты моделирования. Пока система объединена с подсистемой управления и подсистемой безопасности нагрузки.
# ''Подсистема геометрического моделирования.'' Реализует средства хранения и представления сред распространения моделируемых физических полей, предоставляет централизованный доступ к геометрической модели. В текущей реализации подготавливает также визуальное представление геометрической модели до расчета распределения поля. Данную операцию в дальнейшем предпологается выполнять на стороне пользователя.
# ''Банк данных.'' Реализует хранение постоянных справочных данных, необходимых при моделировании: коэффициенты поглощения, затухания, номинальныые параметры источников поля, диэлектрические и магнитные проницаимости и. т. п.Информационное наполнение банка определяется в предметной области. Реализация СУБД должна быть предметно-независимой и удовлетворять требованиям ГОСТ. Каждой предметной области соответствует собственный экземпляр СУБД банка.
# ''Подсистема пользовательского интерфейса.'' Реализует взаимодействие с пользователем, включая визуализацию результатов моделирования по матрицам распределения поля (см. рис. 2) и геометрической модели среды по ее математическому описанию (последнее - вопрос развития, поскольку визуализация геометрической модели сегодня реализуется подсистемой геометрического моделирования).
# ''Подсистема межсистемного взаимодействия.'' Реализует взаимодействие с внешними системами по протоколу HLA [2, 3].

Подсистемы, реализующие взаимодействие с пользователем и внешними системами должны отображать все внешние значения, дружественные к пользователю и заданные в соответствии с протоколами межсистемного взаимодействия, на единые внутрисистемные единицы.

=== Примечания и ссылки ===
{{примечания}}

Шаблон:Main page - История изменений

Андрей Чусов: Андрей Чусов переименовал страницу Main Page в Шаблон:Main page: Пытаемся исправить основную страницу

Андрей Чусов: Андрей Чусов переименовал страницу MediaWiki:Main Page в Main Page

Андрей Чусов: Андрей Чусов переименовал страницу MediaWiki:Mainpage в MediaWiki:Main Page

Андрей Чусов: Перезаписал страницу послу модификаций на сервере

← Предыдущая	Версия 13:30, 26 мая 2015
(нет различий)

← Предыдущая	Версия 20:34, 25 мая 2015
(нет различий)