Входные параметры:

- in_start_time (VARCHAR2) - дата начала обзора статистики,

- in_finish_time (VARCHAR2) - дата окончания обзора статистики;



Выходной параметр:

- out_queue (REF CURSOR) - курсор, содержащий статистическую информацию: список характеристик системы и их значения за указанный период времени.

analyze_cluster - процедура для вывода статистической информации по использованию определенного кластера за указанный период времени.

Входные параметры:

- in_start_time (VARCHAR2) - дата начала обзора статистики,

- in_finish_time (VARCHAR2) - дата окончания обзора статистики,

- in_cluster_id (NUMBER) - идентификатор кластера;

Выходной параметр:

- out_queue (REF CURSOR) - курсор, содержащий статистическую информацию по заданному кластеру: список характеристик и их значения за указанный период времени.

analyze_user - процедура для вывода статистической информации по использованию системы определенным пользователем за указанный период времени.

Входные параметры:

- in_start_time (VARCHAR2) - дата начала обзора статистики,

- in_finish_time (VARCHAR2) - дата окончания обзора статистики,

- in_user_id (NUMBER) - идентификатор пользователя;

Выходной параметр:

- out_queue (REF CURSOR) - курсор, содержащий статистическую информацию по заданному пользователю: список характеристик и их значения за указанный период времени.



ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА КОМПОНЕНТА «ИНТЕРФЕЙС КЛИЕНТА» СИСТЕМЫ УДАЛЕННОГО ДОСТУПА К ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫМ РЕСУРСАМ

В рамках проекта (РНП.3.2.3.4256): «Создание типового информационно-вычислительного портала для организации учебной и научной деятельности ВУЗа» аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2006-2014 годы)» в 2006-2007 годах был реализован прототип клиентского интерфейса системы УД и УРВР, в котором были заложены базовые функции. В ходе выполнения данной работы, этот прототип был адаптирован к измененной структуре данных системы, а также была существенно расширена его функциональность.

2.1 Определение функций клиента

Были определены следующие функции клиента системы УД и УРВР:

- Управление проектами:

- Просмотреть список своих проектов;

- Создать проект;

- Добавить (удалить) файлы проекта:

— make-файл;

— файлы исходного кода;

- Изменить параметры проекта (компилятор, ОС, архитектура);

- Отправить проект на компиляцию;

- Удалить проект;

- Работа с очередью заданий:

- Просмотреть список своих заданий;

- Создать задание;

- Получить промежуточные результаты вычислений;

- Удалить задание;

- Управление сериями и расчетами:

- Создать серию (подсерию) расчетов;

- Создать расчет;

- Просмотреть дерево серий и расчетов;

- Удалить расчет;

- Удалить серию расчетов;

- Работа с результатами вычислений:

- Просмотреть файлы результатов/ошибок расчета;

- Просмотреть файлы результатов/ошибок всех расчетов в заданной серии, включая ее подсерии;

- Удалить файлы.

2.2 Моделирование клиентской части системы УД к ВР

Для формализации механизма функционирования данного компонента системы, были составлены следующие диаграммы:

— Диаграмма вариантов использования;

— Диаграмма последовательности действий;

— Диаграмма связей между web-формами.

Диаграмма вариантов использования для клиента системы УД и УРВР представлена на рисунке 25.

Управлять проектами. Клиент должен иметь возможность просматривать список своих проектов, создавать и удалять проекты, добавлять (удалять) make-файлы и файлы исходного кода, компилировать проекты, изменять их атрибуты, такие как: компилятор, вычислительная архитектура и операционная система.

Управлять сериями и расчетами. Клиент должен иметь возможность просматривать дерево серий и расчетов, создавать и удалять серии (подсерии) и расчеты, добавлять и удалять файлы данных.

Рисунок 25 - Диаграмма вариантов использования (клиент)

Управлять заданиями. Клиент должен иметь возможность просматривать список своих заданий, создавать и удалять задания, получать промежуточные результаты выполнения задания.

Работать с результатами вычислений. Клиент должен иметь возможность просматривать файлы результатов и ошибок для расчета, а также для всех расчетов серии (включая ее подсерии), а также удалять файлы результатов и ошибок.

Диаграмма последовательности действий (рисунок 26) описывает типовой сценарий работы клиента с системой УД и УРВР.

На рисунке 27 представлена диаграмма связей между формами интерфейса клиента.

2.3 Требования к компоненту «Интерфейс клиента»

Функциональные требования:

— Реализация функций клиента в соответствии с пунктом 2.1.

Требования к прикладному ПО:

— Доступ к системе должен осуществляться в удаленном режиме посредством web-браузера.



Рисунок 26 - Диаграмма последовательности действий (клиент)

интерфейс удаленный вычислительный распределительный

Рисунок 27 - Диаграмма связей между web-формами интерфейса клиента



Системные требования:

— Для обеспечения интеграции с системой УД и УРВР, компонент должен строиться на основе СУБД Oracle, сервера приложений Tomcat и пакета KemsuWeb.

Требования к web-интерфейсу:

— Наличие кнопок навигации по формам (перехода на родительские формы);

— Отображение всей необходимой информации об объектах;

— Генерация предупреждений при удалении объектов;

— Наличие возможностей сортировки и фильтрации отображаемой информации.

Требования к защите информации:

— Система должна предусматривать разграничение возможностей манипулирования информационными объектами в зависимости от уровня привилегий пользователя.

2.4 Описание web-форм и их реализация

В соответствии пунктом 2.3, были определены необходимые для компонента «Интерфейс клиента» web-формы и их содержание. Реализация web-форм показана на рисунках.

1. Форма просмотра списка клиентских проектов (рисунок 28). На данной форме отображается список проектов клиента с описанием и указанием статуса и даты последней модификации. Доступны операции редактирования и удаления проекта, а также создания проекта (кнопка «Создать проект»).



Рисунок 28 - Просмотр списка проектов (projects.htm)

2. Форма создания проекта (рисунок 29). На данной форме можно задать основные атрибуты нового проекта, такие как: название, описание, компилятор, вычислительная и параллельная архитектуры, операционная система. Значения атрибутов «Компилятор», «Операционная система», «Вычислительная архитектура» и «Параллельная архитектура» задаются с помощью выпадающих списков, содержимое которых формируется запросом к БД. При нажатии на кнопку «Добавить проект», информация о новом проекте заносится в базу данных, и осуществляется переход на форму просмотра списка проектов.

Рисунок 29 - Создание проекта (project_ins.htm)

3. Форма редактирования проекта (рисунок 30). На данной форме отображается полная информация о проекте: идентификатор, название, описание, дата модификации и статус текущего проекта. Далее показаны основные параметры проекта, такие как: компилятор, вычислительная и параллельная архитектуры и операционная система. Их можно изменить с помощью кнопки «Изменить параметры проекта». Затем следует блок управления файлами проекта. В нем отображаются относящиеся к проекту файлы исходного кода и make-файл, а также кнопки для добавления файлов и компиляции проекта. В случае ошибки при компиляции, отображается файл ошибки и сопутствующая информация. Далее показывается дерево серий и расчетов с указанием их названия и описания, а также кнопки для создания и удаления серий (подсерий) и расчетов, редактирования расчетов и просмотра файлов результатов и ошибок всех расчетов серии.

4. Форма создания серии расчетов (рисунок 31). На данной форме можно задать название и описание новой серии расчетов. При нажатии на кнопку «Создать серию», информация о новой серии расчетов заносится в базу данных, и осуществляется переход на форму редактирования родительского проекта.



Рисунок 30 - Редактирование проекта (project_view.htm)

5. Форма создания расчета (рисунок 32). На данной форме можно задать название и описание нового расчета. При нажатии на кнопку «Создать расчет», информация о новом расчете заносится в базу данных, и осуществляется переход на форму редактирования родительского проекта.

Рисунок 31 - Создание серии расчетов (series_ins.htm)



Рисунок 32 - Создание расчета (calculation_ins.htm)

6. Форма редактирования расчета (рисунок 33). На данной форме отображается основная информация о расчете: идентификатор, название, описание, дата модификации и статус текущего расчета. Далее показан список файлов данных для этого расчета с указанием имени, размера и даты модификации каждого файла. Доступны операции просмотра, редактирования, удаления файлов, а также добавления файлов данных. В блоке «Просмотр заданий» показаны все задания, относящиеся к данному расчету, а также подробная информация о каждом задании. В зависимости от текущего статуса задания, доступны определенные операции, такие как: блокирование, получение промежуточных результатов и удаление задания (с получением промежуточных результатов или без). Далее расположена таблица файлов результатов и ошибок для данного расчета, в которой представлена полная информация о каждом файле. Доступна операция удаления файла. Затем следует блок постановки расчета в очередь на вычисление, где представлены поля для выбора кластера, определения описания задания, требуемого количества процессоров, объема оперативной памяти и времени запуска (возможны варианты немедленного или отложенного запуска). В поле «Параметры командной строки» задаются специальные опции запуска. При нажатии на кнопку «Поставить в очередь», в БД формируется задание, и осуществляется переход на форму редактирования родительского проекта.

7. Формы добавления исходного, make-файла и файла данных (рисунок 34). На данных формах (их вид одинаков) присутствует поле для ввода полного пути к загружаемому файлу, а также кнопка «Обзор» (для поиска файла с помощью диалогового окна «Выбор файла»). При нажатии на кнопку «Загрузить», происходит загрузка выбранного файла в БД, и осуществляется переход на форму редактирования родительского проекта (при загрузке файла данных - на форму редактирования расчета).

Рисунок 34 - Добавление исходного файла (sourcefile_set.htm)

Рисунок 33 - Редактирование расчета (calculation_view.htm)

8. Формы просмотра файлов результатов серии расчетов (рисунок 35). На данных формах отображаются файлы результатов и ошибок, относящиеся ко всем расчетам выбранной серии, а также основные атрибуты этих файлов: идентификатор расчета, название файла, его размер, дата модификации, идентификаторы серии и файла результата, имя кластера, количество процессоров, объем памяти, время начала и окончания расчета и статус. По умолчанию показываются только последние полученные файлы результатов и ошибок по каждому расчету (форма result_view.htm), но по кнопке «Просмотреть все файлы» можно перейти на просмотр полного списка файлов (форма result_view2.htm). По кнопке «Просмотреть последние файлы» происходит обратный переход. Также доступна операция удаления файла.

Рисунок 35 - Просмотр файлов результатов серии расчетов (result_view.htm)

На всех формах есть кнопки для перехода на родительскую форму (например, кнопка «К проекту» на форме редактирования расчета). Кроме того, при удалении любого объекта (проект, серия, расчет, задание, файл любого типа), выдается предупреждение и требуется подтверждение операции (во избежание случайного удаления).

Для обеспечения работы функций интерфейса клиента, также был реализован ряд web-форм служебного назначения, посредством которых происходит вызов хранимых в БД процедур и функций из пакетов p_admin и p_client.

Список служебных форм:

— calculation_del - вызывает функцию удаления расчета;

— errfile_del - вызывает функцию удаления файла ошибки;

— resfile_del - вызывает функцию удаления файла результата;

— project_del - вызывает функцию удаления проекта;

— series_del - вызывает функцию удаления серии расчетов;

— task_res - вызывает функции удаления задания и получения промежуточных результатов вычислений;

— calculation_run - вызывает функцию постановки расчета в очередь заданий;

— datafile_del - вызывает функцию удаления файла данных;

— datafile_upload - вызывает функцию загрузки файла данных в БД;

— makefile_del - вызывает функцию удаления make-файла;

— makefile_upload - вызывает функцию загрузки make-файла в БД;

— sourcefile_del - вызывает функцию удаления исходного файла;

— sourcefile_upload - вызывает функцию загрузки файла исходного кода;

— ins_project - вызывает функцию добавления нового проекта;

— ins_s - вызывает функцию добавления новой серии расчетов;

— ins_c - вызывает функцию добавления нового расчета;

— set_project - вызывает функцию изменения параметров проекта;

— set_task_compile - вызывает функцию отправки проекта на компиляцию;

— set_compiler, set_parallel, set_architecture, set_os - необходимы для отображения параметров (компилятор, параллельная и вычислительная архитектуры, операционная система) проекта.

2.6 Описание пакета p_client

Для реализации функций клиента, используются хранимые процедуры и функции из пакетов p_client и p_admin. На данный момент в этих пакетах содержится 40 процедур и функций, относящихся к клиентской части системы УД к ВР.

Состав пакета p_client:

getMake_File_Info - процедура для вывода информации о make-файле проекта;

Входной параметр:

- in_project_id (NUMBER) - идентификатор проекта;

Выходной параметр:

- out_queue (REF CURSOR) - курсор, содержащий информацию о make-файле проекта.

getSource_File_Info - процедура для вывода информации об исходных файлах проекта;

Входной параметр:

- in_project_id (NUMBER) - идентификатор проекта;

Выходной параметр:

- out_queue (REF CURSOR) - курсор, содержащий список исходных файлов и сопутствующую информацию.

getCalculation_Data_Info - процедура для вывода информации о файлах данных, относящихся к расчету;

Входной параметр:

- in_calculation_id (NUMBER) - идентификатор расчета;

Выходной параметр:

- out_queue (REF CURSOR) - курсор, содержащий информацию о файлах данных, относящихся к расчету.

getSeries_Info - процедура для вывода списка расчетов, входящих в серию;

Входной параметр:

- in_series_id (NUMBER) - идентификатор серии;

Выходной параметр:

- out_queue (REF CURSOR) - курсор, содержащий список расчетов, входящих в серию, и сопутствующую информацию.

getExe_File_Info - процедура для выдачи информации об исполняемом файле проекта;

Входной параметр:

- in_project_id (NUMBER) - идентификатор проекта;

Выходной параметр:

- out_queue (REF CURSOR) - курсор, содержащий информацию об исполняемом файле проекта.

getProject_Info - процедура для вывода подробной информации о проекте;

Входной параметр:

- in_project_id (NUMBER) - идентификатор проекта;

Выходной параметр:

- out_queue (REF CURSOR) - курсор, содержащий подробную информацию о проекте.

get_Status_Msg (VARCHAR2) - функция, возвращающая статус проекта;

Входной параметр:

- in_status_id (NUMBER) - идентификатор статуса.

get_Calculation_Status_Msg (VARCHAR2) - функция, возвращающая статус расчета;

Входной параметр:

- in_status_id (NUMBER) - идентификатор статуса.

set_File - процедура для определения параметров файла при загрузке в БД (имеет специальный вид для интеграции с KemsuWeb);

Входные параметры:

- in_id (NUMBER) - идентификатор проекта;

- in_file_name (VARCHAR2) - имя файла;

Выходные параметры:

- out_id (NUMBER) - идентификатор файла в таблице, в которую он помещается;

- out_table_name (VARCHAR2) - имя таблицы, в которую помещается файл;

- out_id_field (VARCHAR2) - имя атрибута, являющегося первичным ключом в таблице, в которую помещается файл;

- out_file_field (VARCHAR2) - имя атрибута для хранения тела файла в таблице, в которую помещается файл.

get_File - процедура для получения файла из БД (имеет специальный вид для интеграции с KemsuWeb);

Входной параметр:

- in_id (NUMBER) - идентификатор проекта;

Выходные параметры:

- out_table_name (VARCHAR2) - имя таблицы, в которую помещается файл;

- out_id_field (VARCHAR2) - имя атрибута, являющегося первичным ключом в таблице, в которую помещается файл;

- out_file_field (VARCHAR2) - имя атрибута для хранения тела файла в таблице, в которую помещается файл;

- out_file_name (VARCHAR2) - имя файла.

insMake_File - процедура занесения в БД информации о новом make-файле;

Входные параметры:

- in_project_id (NUMBER) - идентификатор проекта;

- in_file_id (NUMBER) - идентификатор файла;

Выходной параметр:

- out_id (NUMBER) - показатель успешности выполнения процедуры (идентификатор записи о файле).

insSource_File - процедура занесения в БД информации о новом исходном файле;

Входные параметры:

- in_project_id (NUMBER) - идентификатор проекта;

- in_file_id (NUMBER) - идентификатор файла;

- in_user_id (NUMBER) - идентификатор пользователя;

Выходной параметр:

- out_id (NUMBER) - показатель успешности выполнения процедуры (идентификатор записи о файле).

insInput_File - процедура занесения в БД информации о новом файле данных;

Входные параметры:

- in_id (NUMBER) - идентификатор проекта;

- in_file_id (NUMBER) - идентификатор файла;

Выходной параметр:

- out_id (NUMBER) - показатель успешности выполнения процедуры (идентификатор записи о файле).

delSource_File - процедура удаления исходного файла;

Входные параметры:

- in _id (NUMBER) - идентификатор файла в таблице T_SOURCE_CODE;

- in_file_id (NUMBER) - идентификатор файла;

Выходной параметр:

- out_id (NUMBER) - показатель успешности выполнения процедуры (идентификатор записи о файле).

delInput_File - процедура удаления файла данных;

Входные параметры:

- in _id (NUMBER) - идентификатор файла в таблице T_INPUT_DATA;

- in_file_id (NUMBER) - идентификатор файла;

Выходной параметр:

- out_id (NUMBER) - показатель успешности выполнения процедуры (идентификатор записи о файле).

delRes_File - процедура удаления файла результатов;

Входной параметр:

- in_file_id (NUMBER) - идентификатор файла;

Выходной параметр:

- out_id (NUMBER) - показатель успешности выполнения процедуры.

ins_Series - процедура добавления новой серии расчетов;

Входные параметры:

- in_parent_id (NUMBER) - идентификатор родительской серии;

- in_project_id (NUMBER) - идентификатор проекта;

- in_c_name (VARCHAR2) - название серии;

- in_c_description (VARCHAR2) - описание серии;

Выходной параметр:

- out_id (NUMBER) - показатель успешности выполнения процедуры (идентификатор серии).

ins_Project - процедура добавления нового проекта;

Входные параметры:

- in_user_id (NUMBER) - идентификатор пользователя;

- in_compiler_id (NUMBER) - идентификатор компилятора;

- in_os_id (NUMBER) - идентификатор операционной системы;

- in_architecture_id (NUMBER) - идентификатор вычислительной архитектуры;

- in_parallel_soft_id (NUMBER) - идентификатор параллельной архитектуры;

- in_name (VARCHAR2) - название проекта;

- in_description (VARCHAR2) - описание проекта;

Выходной параметр:

- out_id (NUMBER) - показатель успешности выполнения процедуры (идентификатор проекта).

upd_Project - процедура изменения атрибутов проекта;

Входные параметры:

- in _id (NUMBER) - идентификатор проекта;

- in_compiler_id (NUMBER) - идентификатор компилятора;

- in_os_id (NUMBER) - идентификатор операционной системы;

- in_architecture_id (NUMBER) - идентификатор вычислительной архитектуры;

- in_parallel_soft_id (NUMBER) - идентификатор параллельной архитектуры;

- in_description (VARCHAR2) - описание проекта;

Выходной параметр:

- out_id (NUMBER) - показатель успешности выполнения процедуры (идентификатор проекта).

ins_Calculation - процедура добавления нового расчета;

Входные параметры:

- in_user_id (NUMBER) - идентификатор пользователя;

- in_series_id (NUMBER) - идентификатор серии;

- in_name (VARCHAR2) - название расчета;

- in_description (VARCHAR2) - описание расчета;

Выходной параметр:

- out_id (NUMBER) - показатель успешности выполнения процедуры (идентификатор расчета).

set_Task_Compile - процедура отправки проекта на компиляцию;

Входной параметр:

- in_project_id (NUMBER) - идентификатор проекта;

Выходной параметр:

- out_id (NUMBER) - показатель успешности выполнения процедуры.

set_Calculation_Run - процедура отправки расчета на выполнение (данная функция формирует задание);

Входные параметры:

- in_calculation_id (NUMBER) - идентификатор расчета;

- in_calculator_id (NUMBER) - идентификатор кластера;

- in_proc_req (NUMBER) - запрашиваемое количество процессоров;

- in_ram_req (NUMBER) - запрашиваемый объем памяти;

- in_start_time_req (VARCHAR2) - запрашиваемое время постановки задания в очередь;

- in_start_time_req_date (VARCHAR2) - дата;

- in_start_time_req_time (VARCHAR2) - время;

- in_options (VARCHAR2) - строка опций запуска;

Выходной параметр:

- out_id (NUMBER) - показатель успешности выполнения процедуры.

getCalculatorForRun - процедура вывода списка кластеров, способных выполнить расчет;

Входной параметр:

- in_calculation_id (NUMBER) - идентификатор расчета;

Выходной параметр:

- out_queue (REF CURSOR) - курсор, содержащий список кластеров, способных выполнить расчет, и сопутствующую информацию.

Состав пакета p_admin:

getSeries_Result_Info - процедура вывода информации о последних файлах результатов для каждого расчета серии;

Входной параметр:

- in_id (NUMBER) - идентификатор серии расчетов;

Выходной параметр:

- out_queue (REF CURSOR) - курсор, содержащий список файлов результатов и сопутствующую информацию.

getSeries_Result_Info2 - процедура вывода информации обо всех файлах результатов для каждого расчета серии;

Входной параметр:

- in_id (NUMBER) - идентификатор серии расчетов;

Выходной параметр:

- out_queue (REF CURSOR) - курсор, содержащий список файлов результатов и сопутствующую информацию.

getProject_Error_Info - процедура для вывода информации о файле ошибки компиляции проекта;

Входной параметр:

- in_file_id (NUMBER) - идентификатор файла ошибки компиляции;

Выходной параметр:

- out_queue (REF CURSOR) - курсор, содержащий информацию о файле ошибки компиляции проекта.

getCalculation_ResErr_Info - процедура вывода информации обо всех файлах результатов и ошибок для расчета;

Входной параметр:

- in_calculation_id (NUMBER) - идентификатор расчета;

Выходной параметр:

- out_queue (REF CURSOR) - курсор, содержащий список файлов результатов и ошибок и сопутствующую информацию.

delErr_File - процедура удаления файла ошибки;

Входной параметр:

- in_file_id (NUMBER) - идентификатор файла;

Выходной параметр:

- out_id (NUMBER) - показатель успешности выполнения процедуры.

delMake_File - процедура удаления make-файла;

Входной параметр:

- in_file_id (NUMBER) - идентификатор файла;

Выходной параметр:

- out_res (NUMBER) - показатель успешности выполнения процедуры.

project_del - процедура удаления проекта;

Входной параметр:

- in_id (NUMBER) - идентификатор проекта;

Выходной параметр:

- out_res (VARCHAR2) - показатель успешности выполнения процедуры.

series_del - процедура удаления серии расчетов;

Входной параметр:

- in_id (NUMBER) - идентификатор серии;

Выходной параметр:

- out_res (VARCHAR2) - показатель успешности выполнения процедуры.

calculation_del - процедура удаления расчета;

Входной параметр:

- in_id (NUMBER) - идентификатор расчета;

Выходной параметр:

- out_res (VARCHAR2) - показатель успешности выполнения процедуры.

getTasksForCalc - процедура вывода информации обо всех заданиях для данного расчета;

Входной параметр:

- in_id (NUMBER) - идентификатор расчета;

Выходной параметр:

- out_queue (REF CURSOR) - курсор, содержащий список заданий и сопутствующую информацию.

task_res - процедура для удаления задания с забором промежуточных результатов или без;

Входные параметры:

- in_id (NUMBER) - идентификатор кластера;

- in_action (NUMBER) - код операции (забирать промежуточные результаты или нет);

Выходной параметр:

- out_res (NUMBER) - показатель успешности выполнения процедуры.

Следующие процедуры на данный момент не используются, но могут понадобиться при дальнейшем развитии системы:

getQueue_by_Id - процедура для просмотра списка заданий пользователя;

Входной параметр:

- in_id (NUMBER) - идентификатор пользователя;

Выходной параметр:

- out_queue (REF CURSOR) - курсор, содержащий список заданий и сопутствующую информацию.

getCompilation_Error_Info - процедура для вывода информации о файле ошибки компиляции проекта;

Входной параметр:

- in_project_id (NUMBER) - идентификатор проекта;

Выходной параметр:

- out_queue (REF CURSOR) - курсор, содержащий информацию о файле ошибки компиляции проекта.

getCalculation_Info - процедура для вывода информации о состоянии расчета и относящихся к нему файлах;

Входной параметр:

- in_calculation_id (NUMBER) - идентификатор расчета;

Выходной параметр:

- out_queue (REF CURSOR) - курсор, содержащий информацию о состоянии расчета, список относящихся к нему файлов данных и результатов и сопутствующую информацию.

upd_Series - процедура изменения названия/описания серии расчетов;

Входные параметры:

- in_id (NUMBER) - идентификатор серии;

- in_project_id (NUMBER) - идентификатор проекта;

- in_c_name (VARCHAR2) - название серии;

- in_c_description (VARCHAR2) - описание серии;

Выходной параметр:

- out_id (NUMBER) - показатель успешности выполнения процедуры (идентификатор серии).

set_Series_Run - процедура отправки на выполнение всех расчетов серии;

Входные параметры:

- in_series_id (NUMBER) - идентификатор серии;

- in_calculator_id (NUMBER) - идентификатор кластера;

- in_proc_req (NUMBER) - запрашиваемое количество процессоров;

- in_ram_req (NUMBER) - запрашиваемый объем памяти;

- in_start_time_req (VARCHAR2) - запрашиваемое время постановки задания в очередь;

- in_start_time_req_date (VARCHAR2) - дата;

- in_start_time_req_time (VARCHAR2) - время;

- in_options (VARCHAR2) - строка опций запуска;

Выходной параметр:

- out_id (NUMBER) - показатель успешности выполнения процедуры.

getCalculatorForCompile - процедура вывода списка кластеров, способных выполнить компиляцию проекта;

Входной параметр:

- in_project_id (NUMBER) - идентификатор проекта;

Выходной параметр:

- out_queue (REF CURSOR) - курсор, содержащий список кластеров, способных выполнить компиляцию проекта, и сопутствующую информацию.



ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА КОМПОНЕНТА «ВИРТУАЛЬНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ» СИСТЕМЫ УДАЛЕННОГО ДОСТУПА К ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫМ РЕСУРСАМ

Федеральным агентством по образованию было поручено КемГУ выполнение работ по проекту (РНП.3.2.3.13048): «Создание системы научно-методического обеспечения образовательными ресурсами учебных заведений для подготовки специалистов по высокопроизводительным распределенным вычислениям».

Данный проект нацелен на разработку системы научно-методического обеспечения образовательных программ подготовки студентов и повышения квалификации профессорско-преподавательского состава по высокопроизводительным вычислениям.

Техническая ценность результатов выполнения проекта заключается в доведении созданных моделей системы поддержки учебного процесса до реализации, интеграция в существующий информационно-вычислительный портал Кемеровского государственного университета.

Создание информационной системы поддержки учебного процесса с возможностью проведения виртуальных практикумов является актуальной задачей информационного обеспечения учебно-научного процесса. [21]

Одной из частей данной системы является компонент «Виртуальная лаборатория» системы УД и УРВР.

3.1 Описание компонента «Виртуальная лаборатория»

Цель разработки

Организация виртуального лабораторного практикума с использованием высокопроизводительных вычислительных ресурсов в удаленном режиме в рамках курсов по ВПВ.



Задачи системы

- Предоставление преподавателю механизма для формирования лабораторного задания в рамках курса по ВПВ, предусматривающего исследование поведения определенного численного алгоритма на вычислительных ресурсах кластерной архитектуры (например, зависимость эффективности алгоритма от количества процессоров и параметров задачи);

- Предоставление пользователю возможности просмотра текста лабораторной работы, а также выполнения задания и просмотра результатов для проведения анализа.

Архитектура

Поскольку «Виртуальная лаборатория» является частью системы УД к ВР, то строится по той же архитектуре, что и другие ее компоненты, и интегрирована в схему БД системы УД и УРВР.

«Виртуальная лаборатория» взаимодействует с системой поддержки учебного процесса (СПУП), являющейся частью портала КемГУ:

- Назначение преподавателем лабораторных работ студентам посредством СПУП;

- Размещение студентом отчета по лабораторной работе в СПУП;

- Проверка преподавателем отчетов студентов для контроля выполнения назначенных лабораторных работ.

3.2 Определение функций

В соответствии с задачами системы были выделены 2 типа пользователей ВЛ: преподаватель и студент. Для них были определены

следующие функции:

Преподаватель и студент:

- Выполнение лабораторной работы;

- Просмотреть описание работы;

- Запустить расчет;

- Просмотреть результаты;

- Выбор лабораторной работы (через СПУП);

- Добавление файла отчета (через СПУП).

Преподаватель:

- Управление лабораторными работами;

- Создать лабораторную работу;

— Задать описание работы;

— Задать параметры работы;

- Редактировать лабораторную работу;

— Изменить описание работы;

— Изменить параметры работы;

— Скомпилировать работу;

— Назначить лабораторную работу студентам (через СПУП).

3.3 Моделирование

Для формализации механизма функционирования данного компонента системы, были составлены следующие диаграммы:

— Диаграмма вариантов использования;

— Диаграммы последовательности действий;

Диаграмма вариантов использования системы ВЛ представлена на рисунке 36.

Выполнить лабораторную работу. Пользователи (преподаватель, студент) должны иметь возможность просматривать описание лабораторных работ, запускать расчеты и просматривать результаты.

Выбрать лабораторную работу. Пользователи должны иметь возможность выбирать нужную лабораторную работу из числа назначенных преподавателем (через СПУП).

Добавить файлы отчета. Пользователи должны иметь возможность добавлять файлы отчета о выполнении работ (через СПУП).

Рисунок 36 - Диаграмма вариантов использования (преподаватель, студент)

Назначить лабораторную работу. Преподаватель должен иметь возможность назначать студентам лабораторную работу (через СПУП).

Управлять лабораторными работами. Преподаватель должен иметь возможность создавать лабораторные работы (задавать описание и параметры работ) и редактировать работы (изменять описание, параметры лабораторных работ, компилировать, удалять работы).

Диаграмма последовательности действий (рисунок 37) описывает типовой сценарий работы преподавателя с системой ВЛ (показано взаимодействие компонентов системы УД и УРВР на уровне СУБД).

При создании лабораторной работы, преподаватель с помощью средств компонента ВЛ (процедуры и функции пакета p_virtlab) задает параметры работы и их начальные значения, определяет параметры компиляции и отправляет работу на компиляцию, после чего вызываются средства клиентского компонента системы УД и УРВР (процедуры и функции пакета p_client), с помощью которых создаются соответствующие структуры данных (объекты) в БД и отображаются результаты выполнения (статус проекта).



Рисунок 37 - Диаграмма последовательности действий (преподаватель)

Диаграмма последовательности действий (рисунок 38) описывает типовой сценарий работы студента с системой ВЛ (показано взаимодействие компонентов системы УД и УРВР на уровне СУБД).

Рисунок 38 - Диаграмма последовательности действий (студент)

Получив задание из системы поддержки учебного процесса, студент переходит в виртуальную лабораторию, в которой выполняет задание, используя систему УД и УРВР, а затем отправляет отчет в СПУП. При выполнении лабораторной работы, студент с помощью средств компонента ВЛ (процедуры и функции пакета p_virtlab) задает значения параметров запуска и отправляет работу на выполнение, после чего вызываются средства клиентского компонента системы УД и УРВР (процедуры и функции пакета p_client), с помощью которых осуществляется постановка задания в очередь и отображаются результаты выполнения (файлы результатов/ошибок и сопутствующая информация).

Для интеграции компонента «Виртуальная лаборатория» с системой УД и УРВР в схему БД были добавлены новые таблицы:

T_LAB - хранит информацию о лабораторных работах.

T_INPUT_PARAMS - хранит информацию о входных параметрах.

T_OUTPUT_PARAMS - хранит информацию о выходных параметрах.

T_LAB_INPUT_PARAMS - хранит информацию о входных параметрах, связанных с лабораторными работами.

T_LAB_OUTPUT_PARAMS - хранит информацию о выходных параметрах, связанных с лабораторными работами.

T_LAB_TASK_PARAMS - хранит конкретные значения входных параметров для каждого запускаемого в рамках работы расчета.

T_LAB_PROJECT - хранит информацию о входящих в лабораторную работу проектах (проектов может быть больше одного, например, в случае запуска расчетов на кластерах разной архитектуры).

Белым на диаграмме отмечены основные таблицы БД системы УД и УРВР, желтым - добавляемые таблицы виртуальной лаборатории.

Рисунок 39 - Фрагмент ER-модели системы



3.4 Требования к компоненту «Виртуальная лаборатория»

Функциональные требования:

— Реализация основных функций в соответствии с пунктом 3.2.

Требования к прикладному ПО:

— Доступ к системе должен осуществляться в удаленном режиме посредством web-браузера.

Требования к системному ПО:

— Для обеспечения связи с системой УД и УРВР, компонент должен строиться на основе СУБД Oracle, сервера приложений Tomcat и пакета KemsuWeb. Требования к web-интерфейсу:

— наличие кнопок навигации по формам (перехода на родительские формы);

— отображение всей необходимой информации об объектах;

— генерация предупреждений при удалении объектов;

— наличие возможностей сортировки и фильтрации отображаемой информации.

Требования к защите информации:

— Система должна предусматривать разграничение возможностей манипулирования информационными объектами в зависимости от уровня привилегий пользователя;

— Преподаватель должен иметь права на добавление и удаление новых программ и их параметров, запуск программ и получение результатов;

— Обычный пользователь («студент») должен иметь права только на запуск программ и получение результатов.

Требования к содержанию лабораторных работ:

— Каждая работа должна содержать файл в формате pdf, который содержит:

1. Название работы;

2. Цель работы;

3. Необходимые теоретические сведения;

4. Задания;

5. Методические указания к выполнению заданий;

6. Требования к отчету;

7. Список рекомендуемой литературы.

— Преподаватель может создавать два типа лабораторных заданий:

1. Анализ заданной программы;

Данный тип задания предполагает исследование студентом параметров заранее подготовленной преподавателем программы (например, зависимость эффективности программы от количества вычислительных узлов кластера, или зависимость точности вычислений от размерности задачи). Для данного типа задания преподаватель обязан посредством web-интерфейса разместить в системе исходный код программы, указать количество параметров, их имя, тип и диапазон принимаемых значений (например, размерность задачи может указываться параметром SIZE типа INT в диапазоне от 100 до 10000), указать архитектуру и операционную систему вычислительного ресурса, а также компилятор, которым можно откомпилировать данный исходный код. Значения входных параметров будут переданы программе в виде аргументов в той последовательности, как они заданы преподавателем для данной работы. Каждый выходной (анализируемый) параметр должен записываться программой в отдельный файл. Имена файлов с выходными параметрами также задаются преподавателем при создании работы. Кроме того, программа может создавать произвольные выходные файлы, которые будут доступны студенту через web-интерфейс.

2. Разработка программы;

Данный тип задания не требует от преподавателя предоставления готового исходного кода. Студент самостоятельно пишет исходный код, размещает его в системе удаленного запуска заданий на вычислительных ресурсах, запускает задание и анализирует результаты.



3.5 Описание web-форм и их реализация

В соответствии пунктом 3.4, были определены необходимые для компонента «Интерфейс администратора» web-формы и их содержание. Реализация web-форм показана на рисунках.

1. Форма просмотра списка лабораторных работ (рисунок 40). На данной форме отображается список работ с описанием и указанием статуса и даты последней модификации. Доступны операции редактирования, запуска и удаления лабораторной работы, а также создания работы. Данная форма может использоваться только преподавателем.

Рисунок 40 - Просмотр списка лабораторных работ (labs.htm)

2. Форма создания лабораторной работы. На данной форме можно задать название и описание новой работы. При нажатии на кнопку «Добавить», информация о новой работе заносится в базу данных, и осуществляется переход на форму просмотра списка лабораторных работ.

3. Форма редактирования лабораторной работы (рисунок 41). На данной форме отображается полная информация о лабораторной работе: идентификатор, название, описание, дата модификации и статус. Название и описание лабораторной работы можно изменить с помощью кнопки «Изменить». Далее показывается список параметров, входящих в данную работу, с указанием основных атрибутов, таких как: название, описание, тип, минимальное и максимальное значения для параметра. При нажатии на кнопку «Убрать», параметр исключается из лабораторной работы. Также для каждого параметра показано начальное значение, которое можно задать (изменить) с помощью кнопки «Задать». При нажатии на кнопку «Добавить параметр», осуществляется переход на форму выбора параметров. Далее показаны основные параметры компиляции (компилятор, вычислительная и параллельная архитектуры и операционная система) и кнопка «Отправить на компиляцию». Ниже, в виде таблицы, отображается список исполняемых файлов лабораторной работы с указанием комбинаций параметров, с которыми лабораторная работа уже была скомпилирована. На данный момент блок компиляции находится на стадии реализации.

4. Форма выбора параметров (рисунок 42). На данной форме отображается список всех параметров, имеющихся в системе, с указанием основных атрибутов, таких как: название, описание, тип, минимальное и максимальное значения для параметра. С помощью кнопки «Выбрать», можно добавить параметр в лабораторную работу. При нажатии на кнопку «Создать параметр», осуществляется переход на форму создания параметра.

Рисунок 41 - Редактирование лабораторной работы (lab_edit.htm)



Рисунок 42 - Выбор параметров (params.htm)

5. Форма создания параметра (рисунок 43). На данной форме можно задать основные атрибуты нового параметра, такие как: название, описание, тип, минимальное и максимальное допустимые значения. Значение атрибута «Тип» задается с помощью выпадающего списка (NUMBER, VARCHAR2). При нажатии на кнопку «Добавить», информация о новом параметре заносится в базу данных, и осуществляется переход на форму выбора параметров.

Рисунок 43 - Создание параметра (param_add.htm)

Описанные выше формы уже реализованы, хотя в дальнейшем они могут быть модифицированы. Следующие формы находятся на стадии разработки:

6. Форма задания значений параметров запуска. На данной форме можно будет указать конкретные значения параметров лабораторной работы (например, размерность матрицы), с которыми будет запущен расчет, а также выбрать кластер.

7. Форма просмотра результатов вычислений. На данной форме будет отображаться таблица результатов, в которой будут указаны значения параметров, с которыми был запущен расчет, файлы результатов, затраченное на вычисление время и другая информация.

Для обеспечения работы функций системы ВЛ, также был реализован ряд web-форм служебного назначения, посредством которых происходит вызов хранимых в БД процедур и функций из пакета p_virtlab.

3.6 Описание пакета p_virtlab

Для реализации функций пользователей ВЛ, был создан пакет p_virtlab, который на данный момент содержит 10 процедур и функций. В процессе реализации оставшихся функций ВЛ, данный пакет будет дополняться.

Состав пакета p_virtlab:

getLabList - процедура вывода списка лабораторных работ и доступных операций с ними;

Входной параметр:

- in_user_id (NUMBER) - идентификатор пользователя;

Выходной параметр:

- out_queue (REF CURSOR) - курсор, содержащий список лабораторных работ и сопутствующую информацию.

setLabTitle - процедура изменения названия/описания лабораторной работы;

Входные параметры:

- in_user_id (NUMBER) - идентификатор пользователя;

- in_name (VARCHAR2) - имя лабораторной работы;

- in_description (VARCHAR2) - описание лабораторной работы;

Выходной параметр:

- out_res (NUMBER) - показатель успешности выполнения процедуры.

getLabTitleInfo - процедура вывода основной информации о лабораторной работе;

Входной параметр:

- in_id (NUMBER) - идентификатор лабораторной работы;

Выходной параметр:

- out_queue (REF CURSOR) - курсор, содержащий основную информацию о лабораторной работе.

getLabInfo - процедура вывода полной информации о лабораторной работе;

Входной параметр:

- in_id (NUMBER) - идентификатор лабораторной работы;

Выходной параметр:

- out_queue (REF CURSOR) - курсор, содержащий полную информацию о лабораторной работе.

getParamsList - процедура вывода списка всех имеющихся параметров;

Выходной параметр:

- out_queue (REF CURSOR) - курсор, содержащий список всех имеющихся параметров и сопутствующую информацию.

addParam - процедура добавления нового параметра;

Входные параметры:

- in_name (VARCHAR2) - имя параметра;

- in_description (VARCHAR2) - описание параметра;

- in_min_value (VARCHAR2) - минимальное возможное значение параметра;

- in_max_value (VARCHAR2) - максимальное возможное значение параметра;

- in_type (VARCHAR2) - тип параметра;

Выходной параметр:

- out_res (NUMBER) - показатель успешности выполнения процедуры.

addLabParam - процедура добавления параметра в лабораторную работу;

Входные параметры:

- in_lab_id (NUMBER) - идентификатор лабораторной работы;

- in_param_id (NUMBER) - идентификатор параметра;

Выходной параметр:

- out_res (NUMBER) - показатель успешности выполнения процедуры.

delLabParam - процедура удаления параметра из лабораторной работы;

Входные параметры:

- in_lab_id (NUMBER) - идентификатор лабораторной работы;

- in_param_id (NUMBER) - идентификатор параметра;

Выходной параметр:

- out_res (NUMBER) - показатель успешности выполнения процедуры.

setDefValue - процедура задания начального значения параметра лабораторной работы;

Входные параметры:

- in_lab_id (NUMBER) - идентификатор лабораторной работы;

- in_param_id (NUMBER) - идентификатор параметра;

- default_value (VARCHAR2) - начальное значение параметра;

Выходной параметр:

- out_res (NUMBER) - показатель успешности выполнения процедуры.

isValidValue (NUMBER) - функция проверки корректности заданного для параметра значения;

Входные параметры:

- in_param_id (NUMBER) - идентификатор параметра,

- in_value (VARCHAR2) - проверяемое значение;

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В рамках работ по проекту (РНП.3.2.3.4256) «Создание типового информационно-вычислительного портала для организации учебной и научной деятельности ВУЗа» аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2006-2014 годы)» был организован удаленный доступ пользователей к системе УРВР посредством web-интерфейса, в связи с чем возникла необходимость разработки компонентов «Интерфейс администратора» и «Интерфейс клиента». С целью организации виртуального лабораторного практикума с использованием высокопроизводительных вычислительных ресурсов в удаленном режиме, разрабатывается компонент «Виртуальная лаборатория».

В ходе результате работы был изучен пакет KemsuWeb и освоены необходимые программные средства и языки (HTML, XML, PL/SQL, JavaScript), а также изучены архитектура и принципы функционирования системы УД и УРВР.

В результате работы были разработаны (определены требования и функции, построены необходимые модели, произведены необходимые изменения в схеме БД) компоненты «Интерфейс администратора», «Интерфейс клиента» и «Виртуальная лаборатория» системы УД и УРВР. Расширены функциональные возможности прототипа компонента «Интерфейс клиента». Реализован компонент «Интерфейс администратора». Компонент «Виртуальная лаборатория» находится на стадии реализации. Также были написаны иллюстрированные руководства клиента и администратора по использованию данных компонентов системы УД и УРВР. На данный момент ведется тестовая эксплуатация компонентов «Интерфейс администратора» и «Интерфейс клиента» системы УД и УРВР сотрудниками ЦНИТ КемГУ. По окончании тестового периода, планируется внедрение и использование данных компонентов в рамках информационно-вычислительного портала.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Аллен, К. 101: Oracle PL/SQL. Как написать мощные и гибкие программы на PL/SQL [Текст] / К. Аллен. - М.: Лори, 2012. - 350 с.

2. Афанасьев, К.Е. Многопроцессорные вычислительные системы и параллельное программирование [Текст] / К.Е. Афанасьев, С.В. Стуколов, А.В. Демидов, В.В. Малышенко - Кемеровский госуниверситет. - Кемерово: Кузбассвузиздат, 2011. - 233 с.

3. Барский, А.Б. Архитектура параллельных вычислительных систем [Электронный ресурс] / А.Б. Барский

4. Боггс У. UML и Rational Rose 2013 [Текст] / У. Боггс, М. Боггс - М.: Лори, 2004. - 504 с.

5. Буч, Г. Объектно-ориентированный анализ и проектирование /с примерами приложений на С++ [Электронный ресурс] / Г. Буч

6. Воеводин, В.В. Параллельные вычисления [Текст] / В.В. Воеводин, Вл.В. Воеводин. - СПб: БХВ-Петербург, 2013. - 608 с.

7. Гергель, В.П. Теория и практика параллельных вычислений [Текст] / В.П. Гергель. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007. - 424 с.

8. Гудов, А.М. Введение в язык структурированных запросов SQL. Учебно-методическое пособие [Электронный ресурс] / Гудов, А.М.

9. Гудов, А.М. Об одной технологии создания web-интерфейса к программному обеспечению [Текст] / А.М. Гудов, Е.А. Ростовцев //Информационные недра Кузбасса: Труды III региональной научно-практической конференции. - Кемерово: ИНТ, 2004. - 281 с.

10. Дронов В.А. JavaScript в Web-дизайне [Текст] / В.А. Дронов - Спб.:БХВ, 2011. - 880 с.

11. Жуматий С.А. Программная среда поддержки эффективного выполнения задач на параллельных вычислительных системах [Текст] / С.А. Жуматий - М.:МГУ им М.В. Ломоносова, 2005. - 95 c.

12. Корнеев, В.В. Параллельные вычислительные системы [Текст] / В.В. Корнеев - М.: Нолидж, 1999. - 320 с.

13. Муссиано, Ч. HTML и XHTML. Подробное руководство [Текст] / Ч. Муссиано, Б. Кеннеди - М.: Символ-Плюс, 2007. - 752 с.

14. Топорков, В. В. Модели распределённых вычислений [Текст] / В.В. Топорков - М.:ФИЗМАТЛИТ, 2010. - 320 с.

15. Трофимов, С.А. CASE-технологии: Практическая работа в Rational Rose [Текст] / С.А. Трофимов - М.: БИНОМ, 2013. - 288 с.

16. Урман, С. Oracle 9i. Программирование на языке PL/SQL [Текст] / С. Урман - М.: Лори, 2010. - 544 с.

17. Штайнер, Г. HTML/XML/CSS. Справочник [Текст] / Г. Штайнер - М: Лаборатория базовых знаний, 2011. - 512 с.

18. Материалы сайта www.software.unn.ru/ccam/

19. Материалы сайта iais.kemsu.ru/doc/

20. Материалы сайта www.parallel.ru/research/

21. Материалы сайта icp.kemsu.ru

22. Материалы сайта www.citforum.ru

23. Материалы сайта www.intuit.ru

24. Материалы сайта www.oracle.com /technology/tech/oci/occi/



СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

БД - база данных

ВПВ - высокопроизводительные вычисления

ВУЗ - высшее учебное заведение

ВР - вычислительные ресурсы

СПУП - система поддержки учебного процесса

СУБД - система управления базами данных

УД - удаленный доступ

УРВР - управление распределенными вычислительными ресурсами

ЦНИТ - центр новых информационных технологий

ЭВМ - электронно-вычислительная машина



ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Руководство пользователя системы удаленного доступа к вычислительным ресурсам

Цель данного руководства: описать основные этапы, необходимые для организации проведения численного эксперимента на вычислительных ресурсах (кластерах) в системе УД и УРВР.

Интерфейс клиента является компонентом информационно-вычислительного портала КемГУ (icp.kemsu.ru).

Стартовой формой при работе с клиентской частью интерфейса системы УД к ВР является форма просмотра списка проектов (рисунок 1). На нее можно попасть только после авторизации на портале, щелкнув по ссылке «Мои проекты - > показать все» в правой части любой страницы или ссылке «Мои проекты» на главной странице портала, либо набрав в адресной строке браузера: icp.kemsu.ru/dc/my/projects.htm.

Рисунок 1 - Форма просмотра списка проектов (projects.htm)

Рабочая область интерфейса клиента выделена рамкой. Вне рамки расположены элементы интерфейса информационно-вычислительного портала.

Основные этапы работы с системой УД к ВР:

- Создать проект;

- Добавить файлы в проект:

- файлы исходного кода;

- make-файл (не обязательно);

- Скомпилировать проект;

- Создать расчет (можно создавать серии расчетов);

- Добавить в расчет файлы начальных данных (не обязательно);

- Поставить расчет в очередь на вычисление (доступно в случае скомпилированного проекта);