ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ И ИХ ЭЛЕМЕНТЫ

Поиск степени оптимальности размещения в мультипроцессорных системах высокой готовности при направленной передаче информации

К. А. Иваненко, Д. Б. Борзов, А. П. Локтионов

Юго-Западный государственный университет (ЮЗГУ)

Аннотация: Статья посвящена поиску степени оптимальности размещения процессов в кластерных многопроцессорных системах высокой готовности с направленной передачей данных. Предлагается аппаратно-программное устройство, реализующее графовую модель: взвешенный граф взаимодействий задач отображается на граф топологии вычислительной сети, а целевая функция минимизирует суммарную длину межпроцессорных связей как произведение весов потоков на расстояния между модулями. Устройство включает генератор перестановок и блок оценки, работающий с электронной моделью графа и учитывающий ограничения пропускной способности каналов и загрузки процессоров; предусмотрены критерии досрочного останова. Экспериментальная проверка на полносвязной четырехпроцессорной конфигурации показала сокращение суммарной длины связей с 450 до 320 условных единиц (–29%) и снижение интенсивности взаимодействий; интегральная производительность выросла до 95% по сравнению с 80% при исходном размещении. Полученные результаты подтверждают применимость подхода для разгрузки коммуникационных каналов, уменьшения межпроцессорного трафика и ускорения реконфигурации в системах реального времени. Намечены направления развития: масштабирование на более крупные топологии, включение адаптивных эвристик и интеграция с средствами планирования задач, что позволит повысить устойчивость и предсказуемость вычислительных платформ высокой готовности.

Ключевые слова: многопроцессорные системы, оптимизация размещения, передача данных, графовые модели, взаимодействие процессов, кластерные системы, вычислительные задачи.

УДК: 004.272.2

DOI: 10.33693/2313-223X-2025-12-3-89-95