Böning, D.:
Bewertung flexibler Mulitporzessorsysteme zur problemorientierten Rechnerkonfiguration und Lastverteilung.
Dissertation, Technische Universität Braunschweig, Institut für Regelungs- und Automatisierungstechnik, Bönecke-Druck, November 1994.
Die fortschreitende Entwicklung verteilter Rechensysteme bietet einerseits Möglichkeiten zur problemorientierten Konfiguration und Lastverteilung im System und erschwert andererseits die Verwaltung und Entwicklung der Rechensysteme und verteilter Anwendungen. Deshalb sind Verfahren und Werkzeuge notwendig, die die Bewältigung dieser Möglichkeiten und Anforderungen gewährleisten.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der mathematischen Bewertung und problemorientierten Konfiguration und Lastverteilung verteilter Rechensysteme und Anwendungen, diskutiert verteilte Betriebssysteme und erörtert Entwurfswerkzeuge zur Handhabung verteilter Systeme. Ausgangspunkt der Betrachtung ist die objektorientierte Modellierung der drei Dimensionen Rechenknoten, Verbindungsstruktur und Software eines verteilten Rechensystems. Rechenknoten und Kommunikationsinstanzen bilden die Objekte des Rechensystems, während die kooperierenden Tasks der parallelisierten Anwendung die Objekte der Software darstellen und die Anforderungen zur problemorientierten Konfiguration und Lastverteilung artikulieren.
Mittels des Begriffs Multiprozessorfähigkeit werden die Eigenschaften der drei Dimensionen Rechenknoten, Verbindungsstruktur und Software zur flexiblen Gestaltung und Nutzung von Multiprozessorsystemen bewertet. Unter dem Begriff Multiprozessorfähigkeit sind die vier mathematischen Bewertungsgrößen Unabhängigkeit, Granularität, Flexibilität und Gleichheit zusammengefasst Sie beschreiben die Rechenleistung und Kommunikationsleistung der einzelnen Objekte und deren Integration und Verteilung im Gesamtsystem. Die problemorientierte Konfiguration und Lastverteilung im Rechensystem ist anband des Vergleichs der Multiprozessorfähigkeiten der drei Dimensionen möglich. Der Vergleich deckt Optimierungsmöglichkeiten durch Parallelisierung, Konfiguration und Lastverteilung auf, zu deren Durchführung ein Ansatz mit Genetischen Algorithmen erläutert wird.
Verteilte Rechensysteme stellen besondere Anforderungen an Betriebssysteme. Deshalb werden die drei Organisationsformen Master-Slave, Floating-Supervisor und Separate-Supervisor gegenübergestellt und diskutiert. Ebenso wachsen die Anforderungen an Entwurfswerkzeuge zur Programmierung verteilter Anwendungen. Entwurfswerkzeuge sind unter den Gesichtspunkten der Software Ergonomie zu gestalten. Die Realisierung des objektorientierten Top-Down Entwurfs mit einer grafisch interaktiven Schnittstelle zur Konfiguration und Lastverteilung bietet hierfür sehr gute Eigenschaften.
Die erarbeiteten Konzepte und Verfahren werden auf ein Transputersystem übertragen und experimentell am Beispiel der numerischen Simulation umfangreicher Differentialgleichungssysteme untersucht.