문제해결환경

Problem solving environment

문제해결환경(PSE)은 한 등급의 문제를 해결하기 위한 완성, 통합, 전문화된 컴퓨터 소프트웨어로, 자동화된 문제해결 방법과 사람 중심의 문제해결지도를 위한 도구를 결합한 것이다.PSE는 또한 문제 해결을 형성하는데 있어 사용자를 도울 수 있다.PSE는 또한 문제를 만들고, 알고리즘을 선택하고, 숫자 값을 시뮬레이션하고, 결과를 보고 분석하는 데 있어 사용자를 도울 수 있다.

PSE의 목적

많은 PSE가 1990년대에 도입되었다.그들은 각각의 분야의 언어를 사용하고 종종 현대적인 그래픽 사용자 인터페이스를 사용한다.이 소프트웨어를 컴퓨터 공학 이외의 분야의 전문가들에게 쉽게 사용할 수 있도록 하는 것이 목표다.PSE는 데이터 시각화 또는 방정식의 큰 시스템과 같은 일반적인 문제와 가스터빈 설계와 같은 과학 또는 공학의 좁은 분야에 사용할 수 있다.[1]

역사

문제해결환경(PSE)은 포트란과 알골60이 출시된 지 몇 년 만에 출시됐다.사람들은 수준 높은 언어를 사용하는 이 시스템이 전문 프로그래머들의 제거를 야기할 것이라고 생각했다.그러나 놀랍게도 PSE는 받아들여졌고 비록 과학자들이 프로그램을 작성하는데 그것을 사용했음에도 불구하고 받아들여졌다.[2]

병렬 과학 연산을 위한 문제 해결 환경은 1960년에 도입되었는데, 이것은 소규모 표준화를 가진 최초의 조직화된 수집품이었다.[2]1970년에 PSE는 처음에 Fortran이 아닌 고급 프로그래밍 언어를 제공하기 위해 연구되었고,[citation needed] 또한 Libraries Plotting Package의 등장이었다.도서관의 개발은 계속되었고, 데이터 시각화인 컴퓨터 패키지의 출현과 그래픽 시스템의 도입이 있었다.1990년대에는 하이퍼텍스트, 포인트 앤 클릭이 상호운용성으로 이동했다.다음으로, 마침내 "소프트웨어 부품" 산업이 존재했다.[2]

몇 십 년 동안, 최근에 많은 PSE가 개발되었고 문제를 해결하고 교육, 일반 프로그래밍, CSE 소프트웨어 학습, 작업 실행 및 그리드/클라우드 컴퓨팅을 포함한 다양한 범주의 사용자를 지원했다.[citation needed]

PSE의 예

그리드 기반 수치 최적화

셸 소프트웨어 복음서는 그리드 자원을 이용한 EHL 모델링에 대해 PSE를 설계할 수 있는 방법의 예다.PSE를 사용하면 최적화 진행 상황을 시각화할 수 있을 뿐만 아니라 다른 시뮬레이션과도 상호작용할 수 있다.[3]

PSE는 산업 직렬 최적화 코드에 많은 개별 수치 계산을 병렬화하고 내장한다.NAG의 IRIS 탐색기 패키지에 내장되어 EHL과 Parallelism 문제를 해결하고, gViz 라이브러리를 사용하여 PSE와 시뮬레이션 사이의 모든 통신을 실행할 수 있다.또한 NAG 라이브러리의 일부인 MPI를 사용하며, 이 MPI는 최대 지속 수준을 결합하여 훨씬 빠르고 더 나은 해결책을 제공한다.[3]

더욱이 이 시스템은 사용자가 시각화된 출력을 사용하여 시뮬레이션을 조종할 수 있도록 설계되었다.예를 들어, 국소 미니마를 사용하거나 시뮬레이션 내외부에서 추가 세부사항을 레이어링하는 것이 그 예로서, 어떤 예에서든 날카롭게 생성되고 여전히 시뮬레이션을 조종할 수 있는 정보를 상상할 수 있다.[4]

모바일 장치의 그리드 기반 PSE

PSE는 오늘날 가장 강력한 컴퓨터까지도 긴장시키는 많은 양의 자원을 필요로 한다.PSE를 오늘날 프로그래머가 직면하는 중요한 도전 과제에서 모바일 기기에 사용할 수 있는 소프트웨어로 변환한다.[5]

그리드 컴퓨팅은 모바일 장치에 대한 PSE의 구조 문제에 대한 해결책으로 보여진다.이것은 "브로커링 서비스"를 통해 가능하다.이 서비스는 PSE가 과제를 해결하는 데 필요한 정보를 전송하는 개시 장치에 의해 시작된다.그런 다음 브로킹 서비스는 이러한 하위 작업을 수행하는 다양한 하위 장치에 정보를 배포하는 하위 작업으로 구분한다.[5]브로킹을 하려면 두 가지 모두 하위 작업을 관리하는 AAR(Active Agent Repository)과 TAT(Task Assignment Table)가 필요하다.Keep-Alive 서버는 브로킹 서비스와 하위 장치 사이의 통신을 처리하기 위해 도청된다.Keep-Alive 서버는 참여 모바일 장치에 설치된 경량 클라이언트 애플리케이션에 의존한다.

보안, 투명성 및 신뢰성은 모바일 기기 기반 PSE에 그리드를 사용할 때 발생할 수 있는 문제다.[5]

교육 지원

네트워크 기반 학습과 교육을 위한 e-러닝에 혁명이 일어나지만, 학생 활동의 교육 데이터와 데이터를 수집하는 것은 매우 어렵다.T사가 개발한 TUNA-TEST.교육 및 학습 과정을 지원하는 PSE인 테라모토.이 시스템은 선생님과 학생들을 컴퓨터 관련 교육에 지원함으로써 e-러닝의 새로운 아이디어를 창출할 수 있다.학생 에이전트, 교육 지원 서버, 데이터베이스 시스템, 웹 서버 등 4개 부분으로 구성된다.이 시스템은 학생과 교사를 위해 정보를 저장하고 수집하는 것이 더 빠르기 때문에 e-러닝을 더욱 편리하게 해준다.[citation needed]

P-NCAS

컴퓨터 지원 병렬 프로그램 생성 지원(P-NCAS)은 PSE로서 컴퓨터 프로그래밍을 위한 프로그래밍 하드 작업을 줄이기 위한 새로운 방법을 만든다.이 프로그램은 거대한 컴퓨터 소프트웨어가 고장날 가능성을 피하거나 줄일 수 있기 때문에 사회의 불확실성과 큰 사고를 제한한다.또한 부분 미분방정식(PDE) 문제는 P-NCAS 지원에 의해 생성된 병렬 프로그램을 통해 해결할 수 있다.P-NCAS는 SPMD(Single Program Multi Data)를 채택하고 있으며 병렬화를 위해 분해 방법을 사용한다.이를 통해 P-NCAS 사용자는 PDES, 알고리즘 및 디스커버리제도에 의해 기술된 문제를 입력하고 시각화 및 에디션용 윈도우를 통해 모든 세부사항을 보고 편집할 수 있다.마지막으로, P-NCAS에 의해 병렬 프로그램이 C 언어로 출력될 것이며, 또한 초기 입력된 모든 것을 보여주는 문서들을 포함할 것이다.[6]

미래 개선

첫째, 2-D EHL 문제는 사용 가능한 비용과 컴퓨터 전력 때문에 어려웠다.병렬 2-D EHL 코드와 고속 컴퓨터의 개발로 이제 2-D EHL 문제 해결이 가능해졌다.마찰 및 윤활유 데이터는 민감도를 고려할 때 높은 수준의 보안을 필요로 한다.시뮬레이션에 대한 회계처리는 수천 개의 시뮬레이션이 신속하게 이루어지기 때문에 어려울 수 있다.이것은 등록 시스템이나 '디렉토리'로 해결할 수 있다.다중 사용자와의 협업 PSE는 특히 어떤 특정한 변경이 이루어졌는지 그리고 언제 그러한 변경이 이루어졌는지 추적하는 데 어려움을 겪을 것이다.이것은 또한 변경사항의 디렉토리로도 해결될 수 있다.[3]

둘째로, 이 그룹은 모바일 장치에 대한 그리드 기반 PSE의 향후 개선으로 이용 가능한 제어 변수의 조작을 통해 새로운 시나리오를 생성하는 것을 목표로 한다.이러한 제어 변수를 변경함으로써 시뮬레이션 소프트웨어는 각 시나리오의 조건에 대한 더 많은 정밀도가 가능하도록 서로 시나리오를 만들 수 있다.세 변수를 조작하면 12개의 다른 시나리오가 생성될 것으로 예상된다.[5]

우리가 공부에 관심을 갖는 변수는 네트워크 안정성과 기기 이동성이다.우리는 이 변수들이 그리드 성능에 가장 큰 영향을 미칠 것이라고 생각한다.우리의 연구는 업무 완료 시간을 주요 결과로 사용하여 성과를 측정할 것이다.[5]

PSE 파크

PSE가 더욱 복잡해짐에 따라, 계산 자원에 대한 필요성은 극적으로 높아졌다.반대로 PSE 응용 프로그램이 복잡성이 증가하는 분야와 환경에 과감하게 뛰어들면서 PSE의 생성은 지루하고 어려워졌다.

Hirumichi Kobashi와 그의 동료들은 다른 PSE를 만들기 위한 PSE를 설계했다.이를 '메타 PSE' 또는 PSE로 명명하였다.PSE Park은 이렇게 탄생했다.[citation needed]

더 프레임워크

PSE Park의 아키텍처는 유연성과 확장성을 강조한다.이러한 특성은 엔트리 레벨 사용자에서 개발자에 이르기까지 다양한 수준의 전문 지식을 위한 매력적인 플랫폼으로 만든다.[citation needed]

PSE Park는 이것들을 그것의 기능의 저장소를 통해 제공한다.저장소는 PSE를 구축하는 데 필요한 모듈을 포함한다.코어라고 불리는 가장 기본적인 모듈들 중 일부는 PSE의 기초로서 사용된다.프로그래머들이 사용할 수 있는 좀 더 복잡한 모듈이 있다.사용자는 프로그래머에 연결된 콘솔을 통해 PSE Park에 접속한다.사용자가 등록되면 저장소에 평가한다.PIPE 서버는 사용자와 PSE Park 사이에서 중재자로 사용된다.그것은 모듈에 대한 접근을 허용하고 선택된 기능을 PSE로 구성한다.[citation needed]

개발자는 저장소에 포함시키기 위해 기능 또는 심지어 전체 PSE를 개발할 수 있다.엔트리 레벨 및 전문가 사용자는 자신의 목적을 위해 이러한 사전 제작된 PSE에 접근할 수 있다.이 아키텍처를 고려할 때 PSE Park은 PSE 사용과 개발 중에 발생하는 방대한 데이터 공유를 지원하기 위한 클라우드 컴퓨팅 환경을 요구한다.[citation needed]

파이프 서버

PIPE 서버는 중간 결과를 처리하는 방식에 있어서 다른 서버와 다르다.PIPE 서버는 메타PSE에서 중재자 역할을 하기 때문에 코어 모듈에서 생성된 결과나 변수는 다음 코어가 사용할 글로벌 변수로 검색된다.시퀀스 또는 계층은 사용자에 의해 정의된다.방법, 동일한 이름 변수가 새로운 변수 집합으로 수정된다.[citation needed]

PIPE 서버의 또 다른 중요한 특성은 각 모듈이나 코어를 독립적으로 실행한다는 것이다.이것은 각 모듈의 언어가 PSE의 다른 언어와 같을 필요는 없다는 것을 의미한다.모듈은 정의된 계층 구조에 따라 구현된다.이 기능은 프로그래밍에 있어 다양한 배경을 가진 개발자와 사용자에게 엄청난 유연성을 가져다 준다.모듈형 형식은 또한 기존 PSE를 쉽게 확장하고 수정할 수 있도록 한다.[citation needed]

코어스

등록하려면 코어를 완전히 정의해야 한다.입력 및 출력 정의를 통해 PIPE 서버는 다른 코어 및 모듈과의 호환성을 결정할 수 있다.정의의 결여는 비호환성을 위해 PIPE 서버에 의해 플래그 지정된다.[citation needed]

등록 엔진 및 콘솔

등록 엔진은 PSE Park에서 사용될 수 있는 모든 코어를 추적한다.사용 이력도 만들어진다.코어 맵은 사용자가 코어 또는 모듈을 더 잘 이해할 수 있도록 개발될 수 있다.콘솔은 PSE Park와의 사용자 주요 인터페이스다.그것은 매우 시각적이고 도해적이어서 사용자가 자신이 작업하고 있는 PSE에 대한 모듈과 코어 사이의 연결을 더 잘 이해할 수 있게 해준다.[citation needed]

참고 항목

외부 링크

참조

  1. ^ Richard J. Fateman. "Problem solving environment and symbolic computing" (PDF). University of California, Berkeley. Retrieved 2015-11-03.
  2. ^ a b c Jack Dongarra. "Problem Solving Environments for Parallel Scientific Computation" (PDF). University of Tenn./Oak Ridge National Lab. Retrieved 2015-11-03.
  3. ^ a b c C.E. Goodyer; M. Berzins; P.K. Jimack; L.E. Scales. "Grid-Based Numerical Optimisation in a Problem Solving Environment" (PDF). The University of Leeds. Retrieved 2015-11-03.
  4. ^ Mark Walkley; Jason Wood & Ken Brodlie. "A Distributed Co-operative Problem Solving Environment" (PDF). The University of Leeds. Retrieved 2015-11-03.
  5. ^ a b c d e Stan Kurkovsky, Bhagyavati, Arris Ray (2004). "Modeling a Grid-Based Problem-Solving Environment for Mobile Devices". Columbus State University: 135. CiteSeerX 10.1.1.86.6377. {{cite journal}}:Cite 저널은 필요로 한다. journal=(도움말)CS1 maint: 여러 이름: 작성자 목록(링크)
  6. ^ Stan Kurkovsky, Bhagyavati, Arris Ray (2015). "Modeling a Grid-Based Problem-Solving Environment for Mobile Devices". arXiv:1503.04501 [physics.comp-ph].{{cite arxiv}}: CS1 maint : 복수이름 : 작성자 목록(링크)