"Eesti Teadusfondi uurimistoetus" projekt ETF7566
ETF7566 "Hajusrakenduste moderniseerimine (1.01.2008−31.12.2011)", Eero Vainikko, Tartu Ülikool, Matemaatika-informaatikateaduskond.
ETF7566
Hajusrakenduste moderniseerimine
Re-engineering distributed applications
1.01.2008
31.12.2011
Eesti Teadusfondi uurimistoetus
ValdkondAlamvaldkondCERCS erialaFrascati Manual’i erialaProtsent
4. Loodusteadused ja tehnika4.6. ArvutiteadusedP170 Arvutiteadus, arvutusmeetodid, süsteemid, juhtimine (automaatjuhtimisteooria)1.1. Matemaatika ja arvutiteadus (matemaatika ja teised sellega seotud teadused: arvutiteadus ja sellega seotud teadused (ainult tarkvaraarendus, riistvara arendus kuulub tehnikavaldkonda)100,0
PerioodSumma
01.01.2008−31.12.2008234 000,00 EEK (14 955,33 EUR)
01.01.2009−31.12.2009224 640,00 EEK (14 357,11 EUR)
01.01.2010−31.12.2010204 198,00 EEK (13 050,63 EUR)
01.01.2011−31.12.201113 051,20 EUR
55 414,27 EUR
76438,33

Tarkvarasüsteemide programmeerimis-paradigmad on olnud pidevas arengus. Toimunud üleminek protseduur-programmeerimise paradigmalt objekt-orienteeritusele. Hetkel räägitakse aga tarkvaratehnoloogias üha enam komponentidel baseeruvast ja aspekt-orienteeritud programmeerimisest. Kui tavalise, ühele protsessorile mõeldud tarkvara moderniseerimise tehnoloogiaid uute paradigmadega vastavusse viimiseks on uuritud üsna palju, siis paralleelprogrammide kaasajastamise osas on veel väga palju uurimata. Arvuti riistvara arhitektuurid on olnud pidevalt väga suures muutumises. Tarkvaraarhitektuur peab samuti selle muutusega kaasas käima - eriti oluline on mitte alahinnata suurenenud vajadust paralleeltöötlus-programmide järele näiteks seoses kaasaegsete mitmetuumaliste protsessorite kasutuselevõtuga, arvutiklastrite kasutamise hoogustumise ja GRID-süsteemide tekkega. Käesoleva grantiprojekti eesmärgiks ongi kohandada ja edasi arendada järjestikprogrammide jaoks väljatöötatud tarkvaratehnika moderniseerimise (i.k. software re-engineering) meetodeid paralleelrakenduste ja eriti just suure jõudlusega arvutuste ja GRIDirakenduste valdkonda. Selle eesmärgi saavutamiseks loome spetsiaalse paralleeltarkvara mudeli, mis viib hajusrakenduste kaasajastamise ja taaskasutamise võimalused uuele tasandile. Selleks alustame ühest konkreetsest paralleetarkvara rakendusest, mis on olnud arenduses meie uurimisgrupi poolt ning kohandame vastava mudeli loomise metodoloogiat hiljem teistele sarnastele, aga eri programmeerimiskeeltes kirjutatud paralleelrakendustele, et olla projekti hilisemas etapis võimelised väljatöötatud modelleerimise metoodikat kasutama ka täiesti teisest valdkonnast pärit ja teiste arendusgruppide poolt programmeeritud paralleelrakenduste kaasajastamiseks. Modelleerimiseks kasutame Fujaba modelleerimiskeskkonda, küll aga peame ühtlasi ka seda keskkonda ennast täiendama funktsionaalsuse ja kontseptiooniga, mis on vajalik just paralleelrakenduste modelleerimisel. Projekti elluviimiseks ei ole meil vaja oluliselt soetada uut arvutiaparatuuri, kuna olemasolevad arvutiklastrid ja GRIDiressursid tagavad projekti arendamiseks vajaliku keskkonna. Küll aga kaasame projekti edukaks elluviimiseks mitmeid kraadiõppureid, kelle uurimisvaldkond haakub väga paljuski käesoleva projektiga. Rahvusvahelise koostöö partneriteks on Bathi Ülikool (Inglismaa), RWTH Aacheni Ülikool, Jülichi Superarvutuskeskus ja Kasseli Ülikool (Saksamaa).
Paradigms of software system programs have been in constant development. There has been a shift from procedural programming paradigm to object-orientation. Component based and aspect-oriented programming are topics currently discussed and elaborated in software engineering. While re-engineering serial applications to meet the needs of such a paradigm shift has been researched quite a lot, still much research has to be carried out for re-engineering of parallel programs. Computer architectures have been in constant development. Software architecture needs to follow this change - it is extremely important not to underestimate the growing need for parallel programs due to recentmulticore processor deployment, increasing number of commodity cluster systems being used, and the emergence of GRID systems. The purpose of our current grant proposal is to adapt and to further develop the methodology of software re-engineering in serial programs to the area of parallel application development, especially in the case of High Performance and GRID computing. For achieving this, we create a special parallel program modeling framework, which takes the possibilities of distributed application re-engineering and re-use onto a new level of development. For this we start with a particular parallel application, created in our research group, and will adapt the methodology of the model creation to other similar packages, but which are written in different programming languages. We will be able to use the created methodology of modeling for a variety of different types of parallel packages created by multiple development teams. For modeling, we are going to use theFujaba modeling framework, but we will also have to extend the model with the functionality and concepts needed for parallel application development. To fulfill the aims of the project, we do not need to purchase new computer systems as existing computer clusters and GRID resources are available. To guarantee asuccessful outcome of this project, the workforce of the PhD and MSc students will be needed. There thesis topics are overlapping with the theme of this research project. International cooperation partners in this project are University of Bath (UK), RWTH Aachen University, Forschungszentrum Jülich, and University of Kassel (Germany).

Vastutav täitja (1)

IsikKraadTöökoht ja ametCVOsalemise periood
Eero VainikkodoktorikraadEST / ENG01.01.2008−31.12.2010

Põhitäitjad (13)

IsikKraadTöökoht ja ametCVOsalemise periood
Olga AgenEST / ENG01.01.2011−31.12.2011
Oleg Batraševmagistrikraad (teaduskraad)teadurEST / ENG01.01.2008−31.12.2011
Jüri Harjumagistrikraad (teaduskraad)EST / ENG01.01.2008−03.09.2010
Pelle JakovitsdoktorikraadprogrammeerijaEST / ENG01.02.2010−31.12.2011
Peeter JürvisteEST / ENG01.07.2010−31.12.2011
Toomas LaasikmagistrikraadEST / ENG01.01.2008−30.06.2008
Artjom LindmagistrikraadprogrammeerijaEST / ENG01.01.2009−31.12.2011
Ulrich Norbisrathdoktorikraadtarkvaratehnika erakorraline lektorEST / ENG01.01.2008−31.12.2011
Janek Pressmagistrikraad (teaduskraad)EST / ENG01.01.2008−10.09.2010
Sanja ScepanovicEST / ENG01.08.2010−31.12.2010
Georg SingerdoktorikraadprojektijuhtEST / ENG01.09.2009−31.12.2011
Satish Narayana Sriramadoktorikraadhajussüsteemide vanemteadurEST / ENG01.07.2009−31.12.2011
Vladimir ŠordoktorikraadDoktorantEST / ENG01.01.2008−31.12.2011
Publikatsioonid
Publikatsioonid
Srirama, S.; Batrashev, O.; Jakovits, P.; Vainikko, E. (2011). Scalability of Parallel Scientific Applications on the Cloud. Scientific Programming, 19 (2), 91−105.10.3233/SPR-2011-0320.
Batrašev, Oleg; Srirama, Satish Narayana; Vainikko, Eero (2011). Benchmarking DOUG on the Cloud. International Conference on High Performance Computing and Simulation (HPCS 2011); Istanbul; 4-8 July, 2011. HPCS 2011 Proceedings, 677−685.10.1109/HPCSim.2011.5999892.
Juhendamised
Juhendamised
Toomas Laasik, magistrikraad, 2010, (juh) Ulrich Norbisrath; Eero Vainikko, A Conjugate Gradient Solver Library for the Playstation 3 (Kaasgradientidel põhinev lineaar- võrrandisüsteemide lahendamise teek Playstation 3 konsoolile), Tartu Ülikool, Matemaatika-informaatikateaduskond.
Keio Kraaner, magistrikraad (teaduskraad), 2008, (juh) Ulrich Norbisrath; Eero Vainikko, Friend-to-Friend Computing, Tartu Ülikool.
Andres Luuk, magistrikraad, 2008, (juh) Ulrich Norbisrath; Eero Vainikko, Porting MPI applications to the Friend-to-Friend computing framework (MPI rakenduste portimine F2F Gridile), Tartu Ülikool, Matemaatika-informaatikateaduskond.
Pelle Jakovits, magistrikraad, 2010, (juh) Satish Narayana Srirama, Reducing scientific computing problems to MapReduce (Teadusarvutuse probleemide taandamine MapReduce raamistikule), Tartu Ülikool, Matemaatika-informaatikateaduskond, Arvutiteaduse instituut.
Oleg Knut, magistrikraad, 2010, (juh) Ulrich Norbisrath, A Low Level Virtual Machine Backend for F2F Computing (“Low Level Virtual Machine” virtuaal masin F2F arvutusvõrgu jaoks), Tartu Ülikool, Matemaatika-informaatikateaduskond.
Artjom Lind, magistrikraad, 2010, (juh) Ulrich Norbisrath, A Flexible Network Layer for F2F Computing (Friend-to-Friend raamistiku modulaarne arhitektuur), Tartu Ülikool, Matemaatika-informaatikateaduskond.
Lauri Tulmin, magistrikraad, 2010, (juh) Ulrich Norbisrath, A Conjugate Gradient Solver on the PlayStation 3 - a Native Approach (Kaasgradientide meetodil lineaarvõrrandisüsteemide lahendamine PlayStation 3 mängukonsoolil), Tartu Ülikool, Matemaatika-informaatikateaduskond.
Sven Kirsimäe, magistrikraad, 2009, (juh) Ulrich Norbisrath, F2F Mobile Computing, The Frid goes Mobile, Tartu Ülikool.