Отчет номер проекта 05-07-97204 - davaiknam.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
Техническое задание Позиция: Международный Консультант по экономическому... 1 104.53kb.
Техническое задание Позиция: Международный консультант по экономическому... 1 67.29kb.
Отчет реализуемого проекта Номер гранта 1 152.52kb.
Программа то ран (кураторы) Регистрационный номер проекта Название... 1 223.74kb.
Отчет по выполнению проекта и достигнутых значений целевых показателей... 1 26.07kb.
Отчет по реализации проекта 3 «Вахта памяти» в рамках проекта «Вахта... 1 30.42kb.
Программа исследований (мониторинга) по на станции раэ 1 20.43kb.
Отчет об ознакомительной поездке в Украину в рамках проекта 1 347.29kb.
Отчет о выполнении сетевого графика приоритетного национального проекта... 1 145.25kb.
Отчет до официальной даты зачета. В бумажном варианте студент приносит... 1 72.55kb.
Название проекта и номер 1 88.31kb.
Приглашает на работу it-специалистов (программистов, системных аналитиков... 1 181.64kb.
Направления изучения представлений о справедливости 1 202.17kb.

Отчет номер проекта 05-07-97204 - страница №1/1

ОТЧЕТ ЗА 2006 ГОД ПО ПРОЕКТУ РФФИ 05-07-97204-р_байкал_в

Форма 501. КРАТКИЙ НАУЧНЫЙ ОТЧЕТ

1.1.

Номер проекта
05-07-97204

1.2.

Руководитель проекта
Васильев  Станислав  Николаевич

1.3.

Название проекта
Методы и средства обеспечения распределенных высокопроизводительных информационно-вычислительных ресурсов в исследованиях озера Байкал

1.4.

Вид конкурса
р_байкал_в - Региональный конкурс БАЙКАЛ: ИВТР

1.5.

Год представления отчета
2007

1.6.

Вид отчета
этап 2006 года

1.7.

Краткая аннотация
В 2006 году разработки по проекту велись в направлении адаптации технологий распределённой обработки информации к программным средствам обработки пространственно-распределённых данных ГИС. В частности, реализованы следующие задачи:

1. Для вычислительных систем, типа кластеров рабочих станций, реализована библиотека языка расширения Python для обработки данных типа GRID (матрица значений).


Реализована демонстрационная задача расчета пластики рельефа местности.

2. На основе используемого нами подхода MDA (Model Driven Architecture) разработано инструментальное средство для оформления информации об источнике данных (метаинформации) в виде RDF-спецификации. Для языка программирования Python разработан интерпретатор RDF-спецификаций в объекты, реализующие адаптер интерфейса источника данных.

Результаты разработки внедрены в открытую (open-source) программную систему обработки ГИС-данных OpenEV.


1.8.

Полное название организации, где выполняется проект
Институт динамики систем и теории управления СО РАН



"Исполнители проекта согласны с опубликованием (в печатной и электронной формах) научных отчетов и перечня публикаций по проекту"











Форма 502. КРАТКИЙ НАУЧНЫЙ ОТЧЕТ НА АНГЛИЙСКОМ ЯЗЫКЕ

2.1.

Номер проекта
05-07-97204

2.2.

Руководитель проекта
Vassilyev  Stanislav  Nikolaevich

2.3.

Название проекта
Methods and software for support of distributed high-performance computational and information resources in research of lake Baikal

2.4.

Год представления отчета
2007

2.5.

Вид отчета
этап 2006 года

2.6.

Краткая аннотация
In 2006 the development of the project was devoted to adaptation of distributed data processing technologies to spatially-distributed data processing software. In particular the following tasks are solved:

1. For cluster high performance computational systems a library for extension language Python has been realized. The library allows to implement GRID-data (matrix data) processing modules on symmetrical clusters. An example task has been implemented.

2. On the technological basis of MDA (Model Driven Architecture) an instrumental software for data source description construction (as metadata) as RDF-specifications has been constructed. For the Python programming language an RDF-specification interpreted has been implemented. The interpreter translates the RDF-metadata to objects realizing interface adapter of the data source.

The development results are incorporated in open-source GIS-data processing software OpenEV.



2.7.

Полное название организации, где выполняется проект
Institute of Systems Dynamics and Control Theory SB RAS









Форма 503. РАЗВЕРНУТЫЙ НАУЧНЫЙ ОТЧЕТ

3.1.

Номер проекта
05-07-97204

3.2.

Название проекта
Методы и средства обеспечения распределенных высокопроизводительных информационно-вычислительных ресурсов в исследованиях озера Байкал

3.3.

Коды классификатора, соответствующие содержанию фактически проделанной работы
07-621 07-500 07-430

3.4.

Объявленные ранее цели проекта на 2006 год
Второй этап выполнения данного проекта посвящен реализации программных подсистем для решения рассмотренных на первом этапе классов задач в геоинформатике.

Ожидаемые в конце 2006 года научные результаты:


1. Разработка библиотеки параллельной реализации базовых операций для реализации высокопроизводительных процедур обработки пространственно – распределенных данных.
2. Разработка модуля автоматического синтеза подпрограмм чтения информации из файлов для различных языков программирования на основе RDF-спецификаций форматов файлов.
3. Разработка агента доступа к данным БД с использованием технологий семантической паутины.

3.5.

Степень выполнения поставленных в проекте задач
1. Для вычислительных систем типа кластеров рабочих станций реализована библиотека языка расширения Python для обработки данных типа GRID (матрица значений).
Реализована демонстрационная задача расчета пластики рельефа местности.

2,3. На основе используемого нами подхода MDA (Model Driven Architecture) разработано инструментальное средство для оформления информации об источнике данных в виде RDF-спецификации. Для языка программирования Python разработан интерпретатор RDF-спецификаций в объектные модули, реализующие адаптер интерфейса источника данных (в терминах Semantic WEB). Адаптер интерфейса источника данных - это реализация агента в Semantic WEB.



3.6.

Полученные за отчетный период важнейшие результаты
1. На кластере невыделенных рабочих станций реализована библиотека для языка расширения Python, для обработки данных типа GRID (матрица значений).

3.7.

Степень новизны полученных результатов
1. В существующее программное обеспечение OpenEV (http://openev.sourceforge.net/) встроена специализированная библиотека для поддержки обработки информации на симметричных вычислительных кластерах.

2. Реализация системы логической интерпретации MDA-представления адаптеров источников данных в исходный код модулей-адаптеров выполнена впервые.

3. Транслятор RDF-спецификации источника данных в объекты-адаптеры источников данных для языка Python, вероятно, сделан впервые.


3.8.

Сопоставление полученных результатов с мировым уровнем
1. Одним из популярных подходов к разработке программного обеспечения для поддержки научных исследований является создание комплексных приложений из самостоятельных программных модулей или библиотек. Достоинствами такого подхода являются: а) независимость разработки программных модулей; б) нет необходимости повторной реализации требуемого математического обеспечения, а это, в свою очередь, сокращает время разработки программного обеспечения и повышает его стабильность и качество (за счет небольших накладных расходов на преобразование структур данных при взаимодействии модулей).

Использование языков расширения (Python, Perl, JavaScript и т.п.) для реализации уровня управления приложением и процедур преобразования данных в настоящее время также является одним из традиционных подходов. Разработчики программных библиотек, как правило, снабжают эти библиотеки модулями интеграции с языками расширения. Примерами выступают следующие библиотеки и программные модули: библиотека LAPACK (Linear Algebra PACKage, http://www.netlib.org/lapack/) входит в модуль Numeric Python (http://numpy.scipy.org/); система OpenEV, фактически, является приложением Python, включающим модули GDAL (универсализированный доступ к растровым данным), OpenGL (представление трехмерных изображений местности), Numeric Python (обработка данных GRID), GTK+ (пользовательский интерфейс), PROJ.4 (преобразование систем координат).

2. Исследования в области MDA ведутся организациями консорциума OMG (http://www.omg.org/), однако, исследования направлены, как правило, на коммерческие аспекты разработки программного обеспечения, а не на разработку фундаментальных принципов формального представления (описания) методов и систем программирования. Нами разрабатывается технология такого формального описания при помощи логических средств и логических теорий.

3. В соответствии с основной концепцией Semantic WEB, сетевыми агентами называют программные средства, использующие метаданные для решения задач. Нами разработан агент доступа к данным, использующий метаданные о структуре реляционной таблицы.



3.9.

Методы и подходы, использованные в ходе выполнения проекта
1. Для поддержки обработки большего объема GRID-данных разработана библиотека языка программирования Python, реализующая распараллеливание вычислений на кластере невыделенных рабочих станций. За основу взята программная система OpenEV, предназначенная для обработки и отображения GRID-данных, а также векторных данных.

OpenEV поддерживает импорт данных из большего количества разнообразных источников ГИС-данных (как векторных, так и растровых). Векторные данные представляются в памяти компьютера как объекты языка программирования Python. Растровые данные представляются в виде матриц модуля Numeric Python (далее Numeric). Кроме того, OpenEV содержит подсистему пользовательского интерфейса, библиотеку преобразования систем координат, а также систему отображения топографической информации в виде двумерной проекции трехмерной картографической поверхности.

Нами в OpenEV встроена библиотека MPI (Message Passing Interface). Для этого использован модуль pypar (http://datamining.anu.edu.au/~ole/pypar/), позволяющий передавать на смежные узлы кластера части массивов Numeric и объекты языка Python. Pypar обеспечивает достаточно низкий уровень обмена информацией (сравнимый с MPI), разработчик программы должен самостоятельно разрабатывать структуры данных, обрабатываемые по частям на различных узлах кластера. Нами реализована надстройка над pypar, преобразующая GRID-данные к требованиям pypar. В частности, необходимо разделять матрицы GRID-данных на части, обрабатываемые, затем, на различных узлах кластера. Разработан класс DistributedArray, адаптирующий интерфейс класса array модуля Numeric (а следовательно данные GRID) к распределенным вычислениям. В качестве параметра в экземпляры этого класса передаются параметры кластера (количество узлов), ширина граничной части матрицы, передаваемой между узлами кластера и т.п.

Реализована тестовая задача рассчета пластики рельефа местности.

2,3. Одной из основных задач проекта является разработка методов доступа к разнообразной информации, хранящейся в различных источниках данных. Теоретической и технологической основой реализованного нами программного обеспечения доступа к данным выступает Semantic Web (Семантический интернет). В рамках этой технологии доступ к данным и их обработка базируются на использовании метаинформации (информации о данных).

Метаинформация представляется в одном из известных стандартов - RDF. Задан стандартный набор значений атрибутов RDF для описания таблиц данных и связей между этими таблицами. RDF-описание источника данных анализируется RDF-транслятором, который переводит структуру описания в программный код - объект языка программирования Python (агент доступа к источнику данных). Транслятор RDF-файла реализован при помощи программной библиотеки rdfxml.py (http://infomesh.net/2003/rdfparser/).

Разработанная технология, в настоящее время, поддерживает только реляционные базы данных. Доступ к таблицам источника данных осуществляется при помощи адаптера SQL-сервера, соответствующего спецификации DBI-2 (http://www.python.org/dev/peps/pep-0249/). В настоящее время такие адаптеры реализованы для большинства известных SQL-серверов.

Нами разработаны программные средства для автоматизации порождения RDF-описаний метаданных из диаграмм языка UML (Unified Modelling Language) в рамках методики проектирования программных объектов MDA (Model Driven Architecture, Разработка программ, базирующаяся на моделировании). В основе подхода лежит моделирование (структурное и функциональное) предметной области разрабатываемого программного объекта в виде достаточно абстрактной платформонезависимой модели (Platform Independend Model, PIM). PIM интерпретируется автоматическим программным механизмом, в результате чего порождается модель программного объекта (Platform Specific Model, PSM), реализуемого на конкретной программно-аппаратной платформе или конкретными технологическими средствами. Механизм интерпретации использует формальное представление модели платформы (Platform model, PM) в процессе перевода PIM в PSM.

Описание структуры и свойств источника данных представлеются как набор связанных UML-диаграмм классов и последовательностей (UML-Unified Modelling Language). Выработаны формализованные требования к представлению структуры и свойств источника данных в UML. В качестве PSM выступает RDF.

Использование RDF в качестве промежуточного уровня позволяет использовать генерируемые описания в других системах, в частности, WEB-браузеры класса Mozilla (Firefox, Camino. Seamonkey и др.) интерпретируют RDF, а результаты интерпретации используют для генерирования части пользовательского интерфейса: данные, получаемые из источника данных в виде RDF автоматически разбиваются на элементы и помещаются в пользовательский интерфейс в соответствии с описанием этого пользовательского интерфейса (XUL).



3.10.1.

Количество научных работ, опубликованных в ходе выполнения проекта
4

3.10.2.

Количество научных работ, подготовленных в ходе выполнения проекта и принятых к печати в 2006 г.
1

3.11.

Участие в научных мероприятиях по тематике проекта, которые проводились при финансовой поддержке Фонда
1

3.12.

Использовалось ли оборудование центров коллективного пользования
да

3.13.

Участие в экспедициях по тематике проекта, проводимых при финансовой поддержке Фонда

3.14.

Финансовые средства, полученные от РФФИ
75000 руб.

3.15.

Дорогостоящие вычислительная техника и научное оборудование, приобретенные на средства Фонда

3.16.

Адреса (полностью) ресурсов в Internet, подготовленных авторами по данному проекту

3.17.

Библиографический список всех публикаций по проекту за весь период выполнения проекта, предшествующий данному отчету
1. Черкашин Е.А., Федоров Р.К., Бычков И.В., Парамонов В.В. Автоматизация синтеза ядра информационной системы с использованием UML-описания // Вычислительные технологии. Изд-во Инст-та вычисл. технологий СО РАН. 2005. Т. 10. С. 114-121.
2. Е.А. Черкашин, А.К. Чудненко. Опыт создания информационного программного обеспечения интеграционных исследований // В сб. «Структура, функционирование и эволюция горных ландшафтов Западного Прибайкалья». Иркутск, СО РАН. 2005. С. 119-123.
3. E. Cherkashin, V. Paramonov. An Intelligent Programming System for Information System Generation // Proc. of MIPRO 2005, XXVIII. International Convention, May 30-June 03, 2005, Opatija, Croatia. P. 140-143.
4. Т.А.Ходжер, М.Л.Тягун, И.В. Бычков. Использование методов цифровой фотограмметрии для воссоздания рельефа чешуи Байкальского омуля // Вычислительные технологии. 2005. Т.10. № 4. С. 107-110.
5. И.В. Бычков, А.Е. Хмельнов, А.Д. Китов. Технологические направления обеспечения распределенных информационно-вычислительных ресурсов в геоинформационных исследованиях // Вычислительные технологии. 2005. Т.10. № 2. С. 38-45.
6. С.Н. Васильев, А.В. Давыдов, А.К. Жерлов, Н.Н. Максимкин. Логический подход к планированию действий в мультиагентных системах // Технические проблемы освоения мирового океана. 2005. C. 243-248.
7. I.V. Bychkov, A.D. Kitov, E.A. Cherkashin. Computational Infrastructure for Parallel Processing Spatially Distributed Data // Notes on Numerical Fluid Mechanics and Multidisciplinary Design. Computational Science and High Performance Computing II. 2006. Т. 91. С. 233-241.
8. Княжин Д.С. Об одной реализации параллельных асинхронных стратегий логического вывода в исчислении языка позитивно-образованных формул // Материалы VIII школы-семинара молодых ученых «Математическое моделирование и информационные технологии». 2006. С. 78-80.
9. Княжин Д.С., Давыдов А.В., Галактифонов М.С. Поиск ответных подстановок в исчислении ПО-формул адаптированным алгоритмом поглощения // Материалы VIII школы-семинара молодых ученых «Математическое моделирование и информационные технологии». 2006. С. 58-60.
10. Парамонов В.В. Интерпретатор модели, не зависящей от платформы // Проблемы теоретической и прикладной математики. 2006. С. 463-467.
11. Парамонов В.В. Один из подходов к созданию информационных систем // Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наук. 2007. (В печати).








Демократия не может стать выше уровня того человеческого материала, из которого составлены ее избиратели. Джордж Бернард Шоу
ещё >>