WWW.METODICHKA.X-PDF.RU
БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Методические указания, пособия
 

«Дата Дата Результат Согласующие ФИО Комментарии получения согласования согласования Зав. кафедрой Захаров Рекомендовано к 13.04.2015 16.04.2015 (Зав. кафедрой Александр электронному ...»

ЛИСТ СОГЛАСОВАНИЯ

от 05.06.2015

Рег. номер: 1175-1 (21.05.2015)

Дисциплина: Распределённые вычисления

Учебный план: 10.03.01 Информационная безопасность/4 года ОДО

Вид УМК: Электронное издание

Инициатор: Самборецкий Станислав Сергеевич

Автор: Самборецкий Станислав Сергеевич

Кафедра: Кафедра информационной безопасности

УМК: Институт математики и компьютерных наук Дата заседания 30.03.2015

УМК:

Протокол №6 заседания УМК:

Дата Дата Результат Согласующие ФИО Комментарии получения согласования согласования Зав. кафедрой Захаров Рекомендовано к 13.04.2015 16.04.2015 (Зав. кафедрой Александр электронному 15:13 15:05 (д.н.)) Анатольевич изданию Председатель Гаврилова Согласовано 16.04.2015 28.04.2015 УМК Наталия 15:05 15:41 (Доцент (к.н.)) Михайловна Менеджер ИБЦ Беседина Согласовано 28.04.2015 21.05.2015 (Директор) Марина 15:41 13:02 Александровна Ульянова Елена Анатольевна (Ульянова Елена Анатольевна) Подписант: Ивашко Александр Григорьевич Дата подписания: 21.05.2015

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Институт математики и компьютерных наук Кафедра информационной безопасности Самборецкий Станислав Сергеевич

РАСПРЕДЕЛЁННЫЕ ВЫЧИСЛЕНИЯ

Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов направления 10.03.01 Информационная безопасность, профиль подготовки «Безопасность распределенных систем» очной формы обучения Тюменский государственный университет С.С. Самборецкий. Распределённые вычисления. Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов направления 10.03.01 Информационная безопасность, профиль подготовки «Безопасность распределенных систем» очной формы обучения. Тюмень: ИздательствоТюменского государственного университета, 2014, 16 стр.

Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрОП ВО по направлению и профилю подготовки.

Рабочая программа дисциплины опубликована на сайте ТюмГУ: Распределённые вычисления [электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.umk3plus.utmn.ru, свободный.

Рекомендовано к изданию кафедрой информационной безопасности. Утверждено первым проректором Тюменского государственного университета.

ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР: А.А. Захаров, д-р техн. наук, проф., заведующий кафедрой информационной безопасности ТюмГУ.

© Тюменский государственный университет, 2014.

© Самборецкий С.С., 2014.

1. Пояснительная записка

1.1. Цели и задачи дисциплины Учебная дисциплина «Распределенные вычисления» обеспечивает приобретение знаний и умений в соответствии с государственным образовательным стандартом, содействует формированию мировоззрения и системного мышления.

Основной целью дисциплины «Распределенные вычисления» является изложение основ теории распределенных вычислений и её практического применения.

Задачи дисциплины «Распределенные вычисления» - обеспечить освоение следующих понятий:

основные понятия и концепции из области распределенных вычислений;

методы обеспечения свойств безопасности и живучести распределенных алгоритмов;

применение программного обеспечения промежуточного уровня для разработки распределенных систем.

1.2.Место дисциплины в структуре образовательной программы

Дисциплина «Распределенные вычисления» относится к дисциплинам по выбору.

Изучение её базируется на следующих дисциплинах: «Математическая логика и теория алгоритмов», «Операционные системы», «Сети и системы передачи информации», «Языки программирования».

В результате изучения этих дисциплин студент должен знать:

понятия из области распределенных вычислений и распределенных систем;

цели построения распределенных систем;

требования к распределенным системам;

особенности взаимодействия в распределенных системах;

область применения и особенности программного обеспечения промежуточного уровня.

уметь:

использовать различные виды программного обеспечения промежуточного уровня;

устанавливать и настраивать программное обеспечение, используемое для построения различных видов кластеров;

осуществлять программную реализацию различных распределенных алгоритмов.

Дисциплина «Распределенные вычисления» изучается в 8 семестре, обеспечиваемых дисциплин нет. Знания, умения и навыки, приобретенные в ходе ее изучения, используются для выполнения выпускной квалификационной работы.

1.3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения данной образовательной программы.

В результате освоения ОП выпускник должен обладать следующими компетенциями:

профессиональными (ПК):

способностью участвовать в разработке подсистемы управления информационной безопасностью (ПК-12);

способностью оформить рабочую техническую документацию с учетом действующих нормативных и методических документов в области информационной безопасности (ПК-14);

способностью применять программные средства системного, прикладного и специального назначения (ПК-15);

способностью использовать инструментальные средства и системы программирования для решения профессиональных задач (ПК-16);

способностью к программной реализации алгоритмов решения типовых задач обеспечения информационной безопасности (ПК-17).

1.4. Перечень планируемых результатов обучения по дисциплине (модулю):

знать:

понятия из области распределенных вычислений и распределенных систем;

цели построения распределенных систем;

требования к распределенным системам;

особенности взаимодействия в распределенных системах;

область применения и особенности программного обеспечения промежуточного уровня.

уметь:

использовать различные виды программного обеспечения промежуточного уровня;

устанавливать и настраивать программное обеспечение, используемое для построения различных видов кластеров;

осуществлять программную реализацию различных распределенных алгоритмов.

владеть:

терминологией теории распределенных систем;

навыками программной реализации распределенных алгоритмов;

навыками использования программного обеспечения для построения различных видов кластеров.

2. Структура и трудоемкость дисциплины.

Семестр 8. Форма промежуточной аттестации зачет.

Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единицы, 108 академических часов, из них 37,7 часов, выделенных на контактную работу с преподавателем (18 часов лекций, 18 - практических занятий, 1,7 – иные виды работ), 70,3 часа, выделенных на самостоятельную работу.

–  –  –

5. Содержание дисциплины.

Модуль 1.

1. Кластеры. Понятие и виды. Понятие кластера, консоли и узла-нода. Виды:

отказоустойчивый кластер, высокопроизводительный кластер, кластер распределения нагрузки, кластер серверов, кластер распределенных вычислений (грид). Принципы организации кластеров.

2. Предмет распределенных вычислений. Понятие распределенных вычислений и распределенной системы. Отличие многопоточных, параллельных и распределенных вычислений. Цели построения распределенных систем.

Требования к распределенным системам: прозрачность, открытость, масштабируемость. Взаимодействие в распределенных системах: физическое и логическое время, синхронные и асинхронные распределенные системы, упорядочивание событий, примитивы взаимодействия, обмен сообщениями.

3. Модель распределенного вычисления. Модель распределенной системы.

Причинно-следственный порядок событий. Эквивалентные выполнения. Конус прошлого и конус будущего для события. Свойства каналов связи.

Модуль 2.

4. Логические часы. Общие принципы построения логических часов. Скалярное время Лэмпорта, его основные свойства. Векторное время, его основные свойства.

Методы эффективной реализации векторных часов: дифференциальная пересылка;

часы, фиксирующие прямую зависимость; адаптивный метод Жарда-Жодрана.

Матричное время, его основные свойства.

5. Взаимное исключение в распределенных системах. Общие концепции.

Централизованный алгоритм. Алгоритмы на основе получения разрешений:

Алгоритм Лэпморта, Алгоритм Рикарта-Агравала, алгоритм обедающих философов. Алгоритмы на основе передачи маркера: широковещательный алгоритм Сузуки-Касами, алгоритм Реймонда на основе покрывающего дерева Модуль 3.

6. Стандарт MPI, применение, достоинства и недостатки. Описание стандарта.

Базовый механизм: передача и обмен сообщениями. Понятия «группа», «коммуникатор», «процесс», «ранг процесса». Типы функций MPI: функции инициализации и закрытия MPI процессов; функции, реализующие коммуникационные операции типа точка-точка; функции, реализующие коллективные операции; функции для работы с группами процессов и коммуникаторами; функции для работы со структурами данных; функции формирования топологии процессов. Основные достоинства и недостатки применения MPI.

7. Ubuntu MAAS. Charm. Juju. Описание технологии MAAS, структура, контроллер региона, контроллер кластера, узел-нод. Алгоритм работы MAAS: вербовка, ввод в эксплуатацию, развертывание. Понятие «оркестровка». Описание технологии Charm, файловый состав (metadata.yaml и хуки). Описание технологии Juju.

8. Прикладное обеспечение промежуточного уровня, виды, реализации. Понятие и назначение программного обеспечения промежуточного уровня. Различные примеры распространённых продуктов данного типа.

6. Планы семинарских занятий.

Не предусмотрены

7. Темы лабораторных работ (Лабораторный практикум).

Модуль 3.

1. Создание виртуального высокопроизводительного кластера.

2. Создание MPI приложения для виртуального высокопроизводительного кластера.

3. Установка и настройка технологии Ubuntu MAAS для сетевых служб на кластере.

Для выполнения лабораторных работ требуется:

Персональный компьютер с ОС Windows (желательно) или OС Linux (дистрибутив Ubuntu);

ПО для виртуализации и работы с виртуальными машинами Oracle VM VirtualBox;

Образ дистрибутивов Ubuntu Desktop и Ubuntu Server версии 14.04 LTS.

–  –  –

* с учетом иных видов работ Проверка качества подготовки в течение семестра предполагает следующие виды промежуточного контроля:

А) выполнение лабораторных работ (темы приведены выше);

Б) проведение устных теоретических опросов (коллоквиумов) по одному в каждом учебном модуле.

Текущий и промежуточный контроль освоения и усвоения материала дисциплины осуществляется в рамках рейтинговой (100-бальной) системы оценок.

Вопросы к коллоквиуму совпадают с вопросами к зачету, приведенными ниже и выбранными в соответствии с модулем, в котором проводится коллоквиум.

10.Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины (модуля).

10.1 Перечень компетенций с указанием этапов их формирования в процессе освоения образовательной программы (выдержка из матрицы компетенций):

Таблица 4.

Дисциплина Семестр

–  –  –

10.3 Типовые контрольные задания или иные материалы, необходимые для оценки знаний, умений, навыков и (или) опыта деятельности, характеризующей этапы формирования компетенций в процессе освоения образовательной программы.

Вопросы к зачету:

1. Понятие кластера, виды и цели применения.

2. Понятие многопоточных, параллельных и распределенных вычислений.

3. Цели построения распределенных систем. Требования к распределенным системам.

4. Взаимодействие в распределенных системах. Синхронные и асинхронные распределенные системы.

5. Модель распределенной системы. Причинно-следственный порядок событий.

6. Эквивалентные выполнения. Конус прошлого и конус будущего для события.

Свойства каналов.

7. Понятие логических часов, общие принципы построения

8. Часы Лэмпорта, их свойства.

9. Векторные часы, их свойства.

10. Методы эффективной реализации векторных часов (два на выбор).

11. Матричные часы, их свойства.

12. Общие концепции взаимного исключения в распределенных системах.

13. Алгоритмы на основе получения разрешений.

14. Алгоритмы на основе передачи маркера.

15. Стандарт MPI. Понятия «группа», «коммуникатор», «процесс», «ранг процесса».

Типы функций MPI.

16. Программное обеспечение промежуточного уровня, назначение и примеры:

CORBA, Ice, Globus Toolkit, NumGRID.

17. Программное обеспечения для мониторинга работы кластера: Ganglia, Nagios.

18. Применение Ubuntu MAAS, Charm и Juju.

Пример задания на лабораторную работу (фрагмент).

Лабораторная работа №3.

1. Создать на персональном компьютере несколько виртуальных машин, достаточно две-три. Требования: минимальная производительность для работы Ubuntu Server, два сетевых адаптера на каждой для имитации работы кластера. Первые адаптеры нужны для выхода в сеть (желательно использовать сетевой мост, необходимо будет подключаться к машинам по IP-адресу), вторые - для выделенной подсети (отключить DHCP, машины будут получать адреса от консоли – главного узла кластера).

2. Установить на одной из машин Ubuntu Server c MAAS. Данная машина будет консолью кластера.

3. Провести дальнейшую настройку.

4. Провести установку на оставшихся машинах-нодах (обязательно установить virsh).

Инструкции работы с MAAS расположены по следующим ссылкам:

http://maas.ubuntu.com/docs1.5/install.html http://maas.ubuntu.com/docs1.7/cluster-configuration.html http://maas.ubuntu.com/docs1.5/nodes.html Внимательно прочтите перед выполнением задания.

10.4 Методические материалы, определяющие процедуры оценивания знаний, умений, навыков и (или) опыта деятельности характеризующих этапы формирования компетенций.

К зачету допускаются студенты, набравшие за семестр 35 баллов. Зачет проходит в традиционной форме, по билетам. В билете – 2 вопроса. Для получения оценки «зачтено»

студентом должно быть сдано минимум 2 лабораторных работы и сделаны ответы на 2 вопроса из билета, в общем раскрывающие тему и не содержащие грубых ошибок. Ответ студента должен показывать, что он знает и понимает смысл и суть описываемой темы и ее взаимосвязь с другими разделами дисциплины и с другими дисциплинами специальности.

11. Образовательные технологии.

В учебном процессе используются как традиционные виды учебной активности, такие как лекционные занятия, конспектирование, так и активные, и интерактивные, такие как совместное обсуждение материала, выполнение лабораторных работ под руководством преподавателя и в группах. Поощряется использование научных работ, материалов научных и научно-производственных конференций, материалы которых находятся в открытом доступе в сети Интернет.

12. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля).

12.1 Основная литература:

1. Основы высокопроизводительных вычислений [Электронный ресурс].: учебное пособие / К.Е. Афанасьев, С.Ю. Завозкин, С.Н. Трофимов, А.Ю. Власенко. Кемерово : Кемеровский государственный университет, 2011. - Т. 1.

Высокопроизводительные вычислительные системы. - 246 с. Режим доступа:

http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=232203 (дата обращения: 01.09.2014)

2. Проектирование распределенных информационных систем: курс лекций по дисциплине «Проектирование распределенных информационных систем»

[Электронный ресурс]: учебное пособие / С.А. Щелоков, Е. Чернопрудова ;

Министерство образования и науки Российской Федерации, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Оренбургский государственный университет», Кафедра программного обеспечения вычислительной техники и автоматизированных систем. - Оренбург : Оренбургский государственный университет, 2012. 195 с. Режим доступа:

http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=260753 (дата обращения: 01.09.2014)

12.2 Дополнительная литература:

1. Вычислительные методы, алгоритмы и аппаратурно-программный инструментарий параллельного моделирования природных процессов [Электронный ресурс] / М.Г. Курносов, В.Г. Хорошевский, С.Н. Мамойленко и др. ; под ред. В.Г.

Хорошевский. - Новосибирск : Сибирское отделение Российской академии наук, 2012. - 355 с. - (Интеграционные проекты СО РАН; вып. 33). Режим доступа:

http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=140432 (дата обращения: 01.09.2014).

2. Многоядерные процессоры [Электронный ресурс]: учебное пособие / А.В. Калачев.

- М. : Интернет-Университет Информационных Технологий, 2011. - 248 с. : ил., табл., схем. Режим доступа: http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=233103 (дата обращения: 01.09.2014).

12.3 Интернет-ресурсы:

1. вузовские электронно-библиотечные системы учебной литературы.

2. база научно-технической информации ВИНИТИ РАН

3. доступ к открытым базам цитирования, в т.ч. springer.com, scholar.google.com, math-net.ru

4. http://www.parallel.ru [On-Line] – всё о мире суперкомпьютеров и параллельных вычислений.

5. http://maas.ubuntu.com/ [On-Line] – Документация Ubuntu MAAS.

13. Перечень информационных технологий, используемых при осуществлении образовательного процесса по дисциплине (модулю), включая перечень программного обеспечения и информационных справочных систем (при необходимости).

1. ОС Ubuntu Server.

2. ПО Oracle VM VirtualBox.

14. Технические средства и материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля).

- компьютерный класс

15. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины (модуля).

Для подготовки к собеседованиям и коллоквиумам необходимо пользоваться конспектом лекций и [1,2] из списка основной литературы. Для выполнения лабораторных работ следует использовать [5] из интернет-ресурсов. Для получения расширенных и углубленных знаний по тематике рекомендуется пользоваться ссылками из списка интернет-ресурсов, приведенных в данном УМК, а также электронными и бумажными номерами научных журналов, имеющихся в ИБЦ, областной научной библиотеке и сети интернет.



Похожие работы:

«ЛИСТ СОГЛАСОВАНИЯ от 05.06.2015 Рег. номер: 619-1 (22.04.2015) Дисциплина: Экономическая и информационная безопасность организации Учебный план: 10.03.01 Информационная безопасность/4 года ОДО Вид УМК: Электронное издание Инициатор: Захаров Александр Анатольевич Автор: Захаров Александр Анатольевич Кафедра: Кафедра информационной безопасности УМК: Институт математики и компьютерных наук Дата заседания 30.12.2014 УМК: Протокол № заседания УМК: Дата Дата Результат Согласующие ФИО Комментарии...»

«ЛИСТ СОГЛАСОВАНИЯ от 09.06.2015 Рег. номер: 2138-1 (09.06.2015) Дисциплина: Информационная безопасность 036401.65 Таможенное дело/5 лет ОЗО; 036401.65 Таможенное дело/5 лет Учебный план: ОДО; 38.05.02 Таможенное дело/5 лет ОЗО; 38.05.02 Таможенное дело/5 лет ОДО; 38.05.02 Таможенное дело/5 лет ОДО Вид УМК: Электронное издание Инициатор: Ниссенбаум Ольга Владимировна Автор: Ниссенбаум Ольга Владимировна Кафедра: Кафедра информационной безопасности УМК: Финансово-экономический институт Дата...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Институт математики и компьютерных наук Кафедра информационной безопасности Ниссенбаум Ольга Владимировна КРИПТОГРАФИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ЗАЩИТЫ ИИНФОРМАЦИИ Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов специальности 10.05.01 Компьютерная безопасность, специализация «Безопасность...»

«ТАДЖИКСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени АБУАЛИ ИБНИ СИНО НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА Безопасность пищевых продуктов Рекомендательный список литературы Душанбе -2015 г. УДК 01:613 Редактор: заведующая библиотекой С. Э. Хайруллаева Составитель: зав. отделом автоматизации З. Маджидова От составителя Всемирный день здоровья отмечается ежегодно 7 апреля в день создания в 1948 году Всемирной организации здравоохранения. Каждый год Всемирный день здоровья посвящается глобальным проблемам,...»

«ЛИСТ СОГЛАСОВАНИЯ от 10.06.2015 Рег. номер: 2388-1 (10.06.2015) Дисциплина: Безопасность жизнедеятельности Учебный план: 05.03.04 Гидрометеорология/4 года ОДО Вид УМК: Электронное издание Инициатор: Малярчук Наталья Николаевна Автор: Малярчук Наталья Николаевна Кафедра: Кафедра медико-биологических дисциплин и безопасности жизнедеяте УМК: Институт наук о Земле Дата заседания 19.05.2015 УМК: Протокол заседания УМК: Дата Дата Результат Согласующие ФИО Комментарии получения согласования...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Финансово-экономический институт Кафедра экономической безопасности, учета, анализа и аудита Чернышев А.А. СОЦИОЛОГИЯ СОЦИАЛЬНОЙ СФЕРЫ Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов направления39.03.01(040100.62) Социология Профили подготовки «Экономическая социология», «Социальная...»

«ЛИСТ СОГЛАСОВАНИЯ от 05.06.2015 Рег. номер: 161-1 (24.03.2015) Дисциплина: Криптографические протоколы Учебный план: 10.03.01 Информационная безопасность/4 года ОДО Вид УМК: Электронное издание Инициатор: Ниссенбаум Ольга Владимировна Автор: Ниссенбаум Ольга Владимировна Кафедра: Кафедра информационной безопасности УМК: Институт математики и компьютерных наук Дата заседания 10.10.2014 УМК: Протокол №1 заседания УМК: Дата Дата Результат Согласующие ФИО Комментарии получения согласования...»

«ЛИСТ СОГЛАСОВАНИЯ от 10.06.2015 Рег. номер: 2396-1 (10.06.2015) Дисциплина: Безопасность жизнедеятельности Учебный план: 38.03.04 Государственное и муниципальное управление/4 года ОДО Вид УМК: Электронное издание Инициатор: Малярчук Наталья Николаевна Автор: Малярчук Наталья Николаевна Кафедра: Кафедра медико-биологических дисциплин и безопасности жизнедеяте УМК: Институт государства и права Дата заседания 08.04.2015 УМК: Протокол №8 заседания УМК: Дата Дата Результат Согласующие ФИО...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Институт математики и компьютерных наук Кафедра информационной безопасности Ниссенбаум Ольга Владимировна ЗАЩИТА КОНФИДЕНЦИАЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов специальности 10.05.03 Информационная безопасность автоматизированных систем, специализация...»

«ЛИСТ СОГЛАСОВАНИЯ от 09.06.2015 Рег. номер: 1942-1 (07.06.2015) Дисциплина: Безопасность жизнедеятельности Учебный план: 41.03.04 Политология/4 года ОДО Вид УМК: Электронное издание Инициатор: Плотникова Марина Васильевна Автор: Плотникова Марина Васильевна Кафедра: Кафедра медико-биологических дисциплин и безопасности жизнедеяте УМК: Институт истории и политических наук Дата заседания 29.05.2015 УМК: Протокол заседания УМК: Дата Дата Результат Согласующие ФИО Комментарии получения согласования...»







 
2016 www.metodichka.x-pdf.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Методички, методические указания, пособия»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.