مدلسازی و طراحی ساختاری سیستم های پردازش موازی کلاستربندی شده چندطبقه

در این رساله یک ساختار جدید برای سیستمهای پردازش موازی عظیم پیشنهاد و سپس تحلیل شده است . در ساختار پیشنهادی پردازنده ها در کلاسترهائی در چند طبقه سازماندهی شده اند و بهمین دلیل آن را ساختار کلاستربندی شده چندطبقه نامیده ایم. ساختار مذکور به دو صورت افقی و عمودی قابل گسترش است و در حالتهای خاص بسیاری از سیستمهای پردازش موازی قبلی را در برمی گیرد. مزایای سیستمهائی که براساس این ساختار طراحی شوند، قدرت پردازش بیشتر به ازای امکانات ثابت بدلیل کمتر بودن تاخیر پردازنده ها، سادگی گسترش سیستم و سادگی سرویس دهی بعدی به استفاده کنندگان سیستم می باشد. برای تحلیل این ساختار از تئوری صف و شبکه صفوف جکسن استفاده گردیده است . هدف از این مدلسازی تحلیلی، محاسبه ملاکهای ارزیابی سیستم مانند زمان انتظار پردازنده ها، میزان بکارگیری حافظه ها و شبکه های ارتباطی و نهایتا قدرت پردازش کل سیستم است .این تحلیل برای سیستمهای مبتنی بر اشتراک متغییرها و سیستمهای مبتنی بر انتقال پیام بصورت جداگانه ارائه گردیده است . نکات جدید و قابل توجه در این مدل تحلیلی بکارگیری روابط شبکه باز جکسن برای تحلیل یک سیستم بسته و حل معادلات شبکه صفوف بصورت زنجیری می باشد. هر دو مورد یعنی استفاده از روابط شبکه باز و حل زنجیری معادلات ، برای کاهش حجم محاسبات تحلیل است ، چون در غیر اینصورت بدلیل تعداد زیاد واحدها با بزرگ شدن سیستم، حل آن به روشهای معمول غیرممکن می گردد. براساس تحلیل انجام شده و نتایج بدست آمده، نرم افزاری برای طراحی سیستمهای پردازش موازی کلاستربندی شده چند طبقه نوشته شده است . در انتهای رساله چگونگی طراحی ساختاری سیستم و استفاده از نتایج این تحقیقات ، با طراحی یک سیستم با قدرت 2tips توضیح داده شده و سپس طرح ارائه شده با سریعترین سوپرکامپیوتر جهان در سال 1998 میلادی مقایسه گردیده است . بعنوان نتیجه این تحقیقات ، یک ابزار کارآمد برای طراحی سیستمهای جدید و ارزیابی سیستمهای موجود فراهم آمده است ، و از آنجائیکه ساختار پیشنهاد شده بسادگی و با کمترین سربار قابل گسترش است ، می تواند در طراحی سیستمهای پردازش موازی عظیم بطور موثری مورد استفاده قرار گیرد.