Введение
Самостоятельно управляемые характеристики распределенных вычислительных ресурсов. Автономные вычисления (АВ) – это распределенные вычислительные ресурсы, обладающие свойствами самоорганизации, адаптирующиеся к непредсказуемым изменениям и скрывающие внутреннюю сложность от операторов и пользователей. Эта инициатива, начатая IBM в 2001 году, была направлена на разработку компьютерных систем, способных к саморегулированию, для преодоления быстро растущей сложности управления вычислительными системами и снижения препятствий, которые эта сложность создает для дальнейшего развития.
Autonomic computing (AC) is distributed computing resources with self managing characteristics, adapting to unpredictable changes while hiding intrinsic complexity to operators and users. Initiated by IBM in 2001, this initiative ultimately aimed to develop computer systems capable of self management, to overcome the rapidly growing complexity of computing systems management, and to reduce the barrier that complexity poses to further growth.
Описание
Концепция системы автоматического управления разработана для принятия адаптивных решений, используя политики высокого уровня. Она будет постоянно проверять и оптимизировать свое состояние и автоматически адаптироваться к изменяющимся условиям. Автономная вычислительная среда состоит из автономных компонентов (АК), взаимодействующих друг с другом. АК может быть смоделирован с точки зрения двух основных схем управления (локальной и глобальной) с датчиками (для самоконтроля), исполнительными механизмами (для самонастройки), знаниями и планировщиком/адаптером для реализации политик, основанных на самосознании и осведомленности об окружающей среде. Эта архитектура иногда называется Monitor Analyze Plan Execute (MAPE). Под влиянием такого видения, в последнее время было предложено множество архитектурных фреймворков, основанных на "саморегулирующихся" автономных компонентах. Очень похожая тенденция в последнее время характеризует значительные исследования в области многоагентных систем. Однако большинство этих подходов обычно разрабатываются с учетом централизованных или кластерных серверных архитектур и в основном направлены на снижение затрат на управление, а не на обеспечение работы сложных программных систем или предоставление инновационных услуг. Некоторые автономные системы включают мобильных агентов, взаимодействующих посредством слабосвязанных механизмов связи. Автономия-ориентированные вычисления – это парадигма, предложенная Джиммин Лю в 2001 году, которая использует искусственные системы, имитирующие коллективное поведение социальных животных для решения сложных вычислительных задач. Например, оптимизация муравьиной колонией может быть изучена в рамках этой парадигмы.
Конструктивные шаблоны
Сложность проектирования автономных систем может быть упрощена за счет использования шаблонов проектирования, таких как шаблон «модель-представление-контроллер» (MVC), для улучшения разделения ответственности путем инкапсуляции функциональных аспектов.
Контрольные петли
Основная концепция, которая будет применяться в автономных системах, – это замкнутые контуры управления. Эта хорошо известная концепция берет начало в теории управления процессами. По сути, замкнутый контур управления в самоорганизующейся системе отслеживает состояние какого-либо ресурса (программного или аппаратного компонента) и автономно стремится поддерживать его параметры в заданном диапазоне. По оценкам IBM, в крупномасштабной самоорганизующейся компьютерной системе ожидается работа сотен или даже тысяч таких контуров управления.
Концептуальная модель
Основным строительным блоком автономной системы является способность к восприятию (сенсоры Si), позволяющая системе наблюдать за внешним операционным окружением. Неотъемлемой характеристикой автономной системы является знание цели (намерения) и умение функционировать самостоятельно (например, начальная загрузка, знание конфигурации, интерпретация сенсорных данных и т.д.) без внешнего вмешательства. Фактическая работа автономной системы определяется логикой, которая отвечает за принятие верных решений для достижения своей цели и подвержена влиянию наблюдений за операционным окружением (на основе данных, поступающих с сенсоров). Эта модель подчеркивает, что функционирование автономной системы ориентировано на достижение цели. Это включает в себя её миссию (например, предоставляемые услуги), политики (например, определяющие базовое поведение) и "инстинкт самосохранения". Если рассматривать это как систему управления, то это будет закодировано в виде функции обратной связи или, в эвристически поддерживаемой системе, как алгоритм в сочетании с набором эвристик, ограничивающих её рабочее пространство.