Ìåòîä óìåíüøåíèÿ ñëîæíîñòè ãðàà çàäåðæåê
êîììóíèêàöèîííîé ñðåäû âû÷èñëèòåëüíîãî êëàñòåðà
Í.Î. Æóêîâ, À.Í. Ñàëüíèêîâ
ÌÓ èìåíè Ì.Â. Ëîìîíîñîâà
Âäàííûéìîìåíòóùåñòâóåòïðîáëåìàîòîáðàæåíèÿèíîðìàöèèîçàäåðæêàõâêîììó-
íèêàöèîííîéñðåäå.Îòîáðàæåíèåòàêîéèíîðìàöèèââèäåîðèåíòèðîâàííîãîâçâåøåííîãî
ãðàà äà¼ò âîçìîæíîñòè äëÿ âèçóàëüíîãîàíàëèçà õàðàêòåðèñòèê êîììóíèêàöèîííîé ñðå-
äû. Îäíàêî ïðè òàêîì ïîäõîäå ìû ïîëó÷àåì ãðà îãðîìíîãî ðàñìåðà, ñ î÷åíü áîëüøèì
÷èñëîì ð¼áåð.
Âàæíûì ñ ïðàêòè÷åñêîé òî÷êè çðåíèÿ ÿâëÿåòñÿ òî, ÷òî ÷åì áûñòðåå áóäåò ïîñòðîåí
ãðà òîïîëîãèè ñóïåðêîìïüþòåðà, ÷åì áîëåå íàãëÿäíà áóäåò âèçóàëèçàöèÿ, òåì áûñòðåå
áóäåò íàéäåíà îøèáêà èëè íåïîëàäêà â ðàáîòå âû÷èñëèòåëüíîãî êëàñòåðà. Òàê æå áóäåò
ïðîùå èñïîëüçîâàòü êëàñòåð ñ ìàêñèìàëüíîé ïðîèçâîäèòåëüíîñòüþ, òàê êàê áóäåò ïðîùå
ïîäîãíàòüïðîãðàììó ïîä àðõèòåêòóðóêîíêðåòíîãî âû÷èñëèòåëüíîãîêëàñòåðà.
 ïðåäûäóùåé ðàáîòå [1℄ áûë ïðåäëîæåí ìåòîä, êîãäà ãðà çàäåðæåê â êîììóíèêà-
öèîííîé ñðåäå îòîáðàæàåòñÿ â òð¼õìåðíîì ïðîñòðàíñòâå ñëåäóþùèì îáðàçîì: æäîé âåð-
øèíå ñòàâèòñÿâñîîòâåòñòâèåòî÷êà ñòð¼õìåðíûìèêîîðäèíàòàìè,àðåáðîïðåäñòàâëÿåòñÿ
â âèäå îòðåçêà, ñîåäèíÿþùåãî äâå ñîîòâåòñòâóþùèå âåðøèíû (òî÷êè). Äëèíû âñåõ îòðåç-
êîâ ïðîïîðöèîíàëüíû âåëè÷åíå çàäåðæêèïðè ïåðåäà÷å.Îòîáðàæåíèåñòðîèòñÿ ïðè ïîìî-
ùè ìåòîäà ìíîãîìåðíîãîøêàëèðîâàíèÿ. Ïðåäëîæåííûéìåòîä èíòåãðèðîâàí ñ ïðîãðàììó
network_viewer2 [2℄.
Ïðåäïîëàãàåìûé â äàííîé ðàáîòå ìåòîä îñóùåñòâëÿåò ïðåäâàðèòåëüíîå ñæàòèå ãðà-
à, Ñæàòèåâûïîëíÿåòñÿâ íåñêîëüêîýòàïîâ.Âíà÷àëåãðà ðàçáèâàåòñÿ,èñïîëüçóÿ ñïåöè-
àëüíûå àëãîðèòìû ðàçáèåíèÿãðàîâ, çàòåì ïîäãðà âñå âåðøèíû êîòîðîãî ïðèíàäëåæàò
îäíîéãðóïïå ñæèìàþòñÿâ âåðøèíó.Àëãîðèòìïàðàìåòðèçîâàí ïàðàìåòðîì¾ñòåïåíüñæà-
òèÿ¿, êîòîðûé çàäà¼ò äîïóñòèìóþ ðàçíèöó ìåæäó ðàññòîÿíèìè âíóòðè ãðóïïû âåðøèí è
ìåæäó ãðóïïàìè. Â èíòåðåéñå ïðîãðàììû network_viewer2 äëÿ áîëåå äåòàëüíîãî ïðî-
ñìîòðà ãðàà ðåàëèçóåòñÿ âîçìîæíîñòü ðàñêðûòèÿ âåðøèíû, ñîîòâåòñòâóþùåé ãðóïïå â
êîòîðóþ áûëñæàòïîäãðà.Êìåòîäóïðåäúÿâëÿþòñÿñëåäóþùèåòðåáîâàíèÿ:
1. ñîõðàíåíèå îòíîñèòåëüíîéäëèíûäóããðàà;
2. ðàçáèâàåòñÿ ãðà òàêèì îáðàçîì, ÷òî ñóììà âåñîâ ðåáåð âíóòðè ïîäãðàà ìåíüøå,
÷åì ìåæäóïîäãðàîì èäðóãèìèðåáðàìè ãðàà;
3. âåñðåáðàìåæäóäâóìÿâåðøèíàìèâñæàòîìãðàååñòüñðåäíååàðèìåòè÷åñêîåâñåõ
âåñîâ ðåáåð,ñîåäèíÿþùèõâñåâåðøèíû âäàííûõïîäãðààõ.
Òàê æå äëÿ âûÿâëåíèÿ èåðàðõè÷åñêîé ñòðóêòóðû ãðàà ðåàëèçóåòñÿ ìåòîä ñæàòèÿ, îñíî-
âàííûé íàèåðàðõè÷åñêèõàëãîðèòìàõêëàñòåðèçàöèè.
Àëãîðèòì ðàáîòàåò íà ïîñòðîåíèè èåðàðõè÷åñêèõ ìíîæåñòâ. Íà êàæäîì øàãå ïðîèç-
âîäèòñÿ ðàçáèåíèå ãðàà íà ìíîæåñòâî ïîäãðàîâ. Çäåñüñòðîèòñÿ ìàññèâ, ãäå ýëåìåíò
ýòî íîìåð êëàñòåðàâ ñëåäóþùåé èåðàðõèè. Ïðîöåññïðîäîëæàåòñÿäî òåõ ïîð,ïîêà ÷èñëî
âåðøèííå äîñòèãíåòóêàçàííîãî ïîëüçîâàòåëåìâ ïàðàìåòðàõ àëãîðèòìà.Âäàëüíåéøåì,â
ðàìêàõ ïðîöåäóðû ¾ðàñêðûòèÿ âåðøèíû¿ â ãðà äîáàâëÿþòñÿ âåðøèíû äëÿ êëàñòåðà èç
ïðåäûäóùåé èåðàðõèè.
åàëèçàöèÿàëãîðèòìîââûïîëíåíàíà ÿçûêàõÑ,C++,ãðàè÷åñêèéïîëüçîâàòåëüñêèé
èíòåðåéñ íàïèñàí ñ èñïîëüçîâàíèåì êðîññïëàòîðìåííîé áèáëèîòåêè Qt. Âèçóàëèçàöèÿ
ãðàîâïðîèñõîäèòñïîìîùüþáèáëèîòåêèOpenGL,óíêöèîíàëêîòîðîéïðåäîñòàâëåíQt-
ìîäóëåìQtOpenGL.
Суперкомпьютерные дни в России 2015 // Russian Supercomputing Days 2015 // RussianSCDays.org
583
àáîòàïðîãðàììûîïðîáîâàíàíàäàííûõçàäåðæåêïîëó÷åíûõññóïåðêîìïüþòåðà¾Ëî-
ìîíîñîâ¿ äëÿ 1000 óçëîâ, ÷òî ñîîòâåòñòâóåò ÷åòâ¼ðòîé ÷àñòè âñåõ óçëîâ îáùåäîñòóïíîé
î÷åðåäè¾regular4¿.
Ïðîãðàììà âðåìåííûåõàðàêòåðèñòèêèðàáîòû ïðåäñòàâëåíû â òàáëèöàõ 1è 2.
Òàáëèöà1: âðåìÿðàáîòû ïðîãðàììûâ çàâèñèìîñòèîò ÷èñëàð¼áåð
×èñëî ðàçáèåíèé ÷èñëîð¼áåð âðåìÿ (ìñ.)
0(ïîëíûéãðà) 123064 1968254
100 4465 >400
50 1225 >100
10 45 >10
Òàáëèöà2:âðåìÿðàáîòû àëãîðèòìàêëàñòåðèçàöèè âçàâèñèìîñòè îò ñîîòíîøåíèÿ
ðàçíîñòè ðàññòîÿíèé âíóòðèêëàñòåðàè ñíàðóæè
ðàçíîñòü% ÷èñëîð¼áåð âðåìÿ (ìñ.)
40 2211 29640
20 2080 27520
7 105 3230
3 3 10
Ëèòåðàòóðà
1. BannikovP.S, SalnikovA.N. Retrievingtopologyofinteronnetions inomputational
luster basedon resultsof MPIbenhmarks// MosowUniversityComputational
Mathematis andCybernetis. 2014. Vol.38, no.2.P.7382. DOI:
10.3103/S0278641914020022
2. Ñàéò ïðîåêòàïî òåñòèðîâàíèþâû÷èñëèòåëüíûõ êëàñòåðîâ¾ClustBenh¿:
URL: https://github.om/lustbenh/network-tests2 (Äàòàîáðàùåíèÿ15.06.2015)