Кластер (группа компьютеров)

Достоинства и результаты применения приема

Применение кластера имеет следующие достоинства:

• он позволяет охватить большой объем информации;
• вовлекает всех участников коллектива в обучающий процесс, им это интересно;
• дети активны и открыты, потому что у них не возникает страха ошибиться, высказать неверное суждение.

В ходе данной работы формируются и развиваются следующие умения:

• умение ставить вопросы;
• выделять главное;
• устанавливать причинно-следственные связи и строить умозаключения;
• переходить от частностей к общему, понимая проблему в целом;
• сравнивать и анализировать;
• проводить аналогии.

Что дает применение метода кластера на уроках детям? Прием кластера развивает системное мышление, учит детей систематизировать не только учебный материал, но и свои оценочные суждения, учит ребят вырабатывать и высказывать свое мнение, сформированное на основании наблюдений, опыта и новых полученных знаний, развивает навыки одновременного рассмотрения нескольких позиций, способности к творческой переработке информации.

Выводы. Уроки с применением метода кластера дают ребятам возможность проявить себя, высказать свое видение вопроса, дают свободу творческой деятельности. В целом нетрадиционные технологии, использующиеся в образовательном процессе, повышают мотивацию учащихся, формируют обстановку сотрудничества и воспитывают в детях чувство собственного достоинства, дарят им ощущение творческой свободы.  

Есть мнение? Оставьте свой комментарий:

История

История создания кластеров неразрывно связана с ранними разработками в области компьютерных сетей. Одной из причин для появления скоростной связи между компьютерами стали надежды на объединение вычислительных ресурсов. В начале 1970-х годов группой разработчиков протокола TCP/IP и лабораторией Xerox PARC были закреплены стандарты сетевого взаимодействия. Появилась и операционная система Hydra для компьютеров PDP-11 производства DEC, созданный на этой основе кластер был назван C.mpp (Питтсбург, штат Пенсильвания, США, 1971 год). Тем не менее, только около 1983 года были созданы механизмы, позволяющие с лёгкостью пользоваться распределением задач и файлов через сеть, по большей части это были разработки в SunOS (операционной системе на основе BSD от компании Sun Microsystems).

Первым коммерческим проектом кластера стал ARCNet, созданный компанией Datapoint в 1977 году. Прибыльным он не стал, и поэтому строительство кластеров не развивалось до 1984 года, когда DEC построила свой VAXcluster на основе операционной системы VAX/VMS. ARCNet и VAXcluster были рассчитаны не только на совместные вычисления, но и совместное использование файловой системы и периферии с учётом сохранения целостности и однозначности данных. VAXCluster (называемый теперь VMSCluster) — является неотъемлемой компонентой операционной системы HP OpenVMS, использующих процессоры DEC Alpha и Itanium.

Два других ранних кластерных продукта, получивших признание, включают Tandem Hymalaya (1994, класс HA) и IBM S/390 Parallel Sysplex (1994).

История создания кластеров из обыкновенных персональных компьютеров во многом обязана проекту Parallel Virtual Machine. В 1989 году это программное обеспечение для объединения компьютеров в виртуальный суперкомпьютер открыло возможность мгновенного создания кластеров. В результате суммарная производительность всех созданных тогда дешёвых кластеров обогнала по производительности сумму мощностей «серьёзных» коммерческих систем.

Создание кластеров на основе дешёвых персональных компьютеров, объединённых сетью передачи данных, продолжилось в 1993 году силами Американского аэрокосмического агентства NASA, затем в 1995 году получили развитие кластеры Beowulf, специально разработанные на основе этого принципа. Успехи таких систем подтолкнули развитие grid-сетей, которые существовали ещё с момента создания UNIX.

История

История создания кластеров неразрывно связана с ранними разработками в области компьютерных сетей. Одной из причин для появления скоростной связи между компьютерами стали надежды на объединение вычислительных ресурсов. В начале 1970-х годов группой разработчиков протокола TCP/IP и лабораторией Xerox PARC были закреплены стандарты сетевого взаимодействия. Появилась и операционная система Hydra для компьютеров PDP-11 производства DEC, созданный на этой основе кластер был назван C.mpp (Питтсбург, штат Пенсильвания, США, 1971 год). Тем не менее, только около 1983 года были созданы механизмы, позволяющие с лёгкостью пользоваться распределением задач и файлов через сеть, по большей части это были разработки в SunOS (операционной системе на основе BSD от компании Sun Microsystems).

Первым коммерческим проектом кластера стал ARCNet, созданный компанией Datapoint в 1977 году. Прибыльным он не стал, и поэтому строительство кластеров не развивалось до 1984 года, когда DEC построила свой VAXcluster на основе операционной системы VAX/VMS. ARCNet и VAXcluster были рассчитаны не только на совместные вычисления, но и совместное использование файловой системы и периферии с учётом сохранения целостности и однозначности данных. VAXCluster (называемый теперь VMSCluster) — является неотъемлемой компонентой операционной системы HP OpenVMS, использующих процессоры DEC Alpha и Itanium.

Два других ранних кластерных продукта, получивших признание, включают Tandem Hymalaya (1994, класс HA) и IBM S/390 Parallel Sysplex (1994).

История создания кластеров из обыкновенных персональных компьютеров во многом обязана проекту Parallel Virtual Machine. В 1989 году это программное обеспечение для объединения компьютеров в виртуальный суперкомпьютер открыло возможность мгновенного создания кластеров. В результате суммарная производительность всех созданных тогда дешёвых кластеров обогнала по производительности сумму мощностей «серьёзных» коммерческих систем.

Создание кластеров на основе дешёвых персональных компьютеров, объединённых сетью передачи данных, продолжилось в 1993 году силами Американского аэрокосмического агентства NASA, затем в 1995 году получили развитие кластеры Beowulf, специально разработанные на основе этого принципа. Успехи таких систем подтолкнули развитие grid-сетей, которые существовали ещё с момента создания UNIX.

Модели формирования

Принято считать, что кластеры серверов делятся на две модели:

• Первая – это использование единого массива хранения информации, что дает возможность более быстрого переподключения при сбое. Однако в случае с объемной базой данных и большим количеством аппаратных единиц в системе, возможно падение производительности.
• Вторая – это модель, при которой серверы независимы, как и их периферия. В случае отказа перераспределение происходит между серверами. Здесь ситуация обратная – трафик в системе более свободен, однако, усложняется и ограничивается пользование общей базой данных.

В обоих случаях, существуют определенные и вполне эффективные инструменты для решения проблем, поэтому выбор конкретной модели кластера неограничен ничем, кроме требований к архитектуре системы.

Контроль состояния работоспособности всех узлов кластера

Конечно же, во время работы кластера очень важным является постоянное контролирование работы узлов, а также их взаимодействие с ЛВС. Для этих целей используют посылку специализированных контрольных пакетов, которые содержат определенную информацию о состоянии этого узла и подтверждают его корректное функционирование. Именно такую процедуру обмена контрольными пакетами узлов кластера именуют Heartbeat –»сердцебиением». Такое «сердцебиение» зачастую выполняется через ЛВС или через другие интерфейсы (например, SCSI, serial и пр.).

В том случае, если от определенного узла почему-то не поступают такие контрольные пакеты, то автоматически будет запущен отсчет времени, и спустя некоторое время делается вывод, что узел отказал. С целью обеспечения надежности такие «живые» узлы обмениваются между собой определенной информацией и, следовательно, отказ узла принимается только в том случае, если он зафиксирован всеми упомянутыми выше «живыми» узлами.

Самые производительные кластеры

Дважды в год организацией TOP500 публикуется список пятисот самых производительных вычислительных систем в мире, среди которых в последнее время часто преобладают кластеры. Самым быстрым кластером является IBM Roadrunner (Лос-Аламосская национальная лаборатория, США, созданный в 2008 году), его максимальная производительность (на июль 2008) составляет 1,026 Петафлопс. Самая быстрая система в Европе (на июль ) — суперкомпьютер, BlueGene/P находится в Германии, в исследовательском центре города Юлих, земля Северный Рейн-Вестфалия, максимально достигнутая производительность 167,3 Терафлопс.

Кластерные системы занимают достойное место в списке самых быстрых, при этом значительно выигрывая у суперкомпьютеров в цене. На июль 2008 года на 7 месте рейтинга TOP500 находится кластер SGI Altix ICE 8200 (Chippewa Falls, Висконсин, США).

Сравнительно дешёвую альтернативу суперкомпьютерам представляют кластеры, основанные на концепции Beowulf, которые строятся из обыкновенных недорогих компьютеров на основе бесплатного программного обеспечения. Один из практических примеров такой системы — Stone Soupercomputer в Национальной лаборатории Ок-Ридж (Теннесси, США, 1997).

Крупнейший кластер, принадлежащий частному лицу (из 1000 процессоров), был построен Джоном Козой (John Koza).

Разделяемые подсистемы дисковой памяти

Во-первых, нужно рассмотреть многохостовое подключение по некоему интерфейсу SCSI. В случае использования такого рода подключения, подсистемы дисковой памяти (или иные внешние устройства SCSI) могут быть подключены к нескольким узлам. Такого рода подключение должно предусматривать наличие на концах SCSI-шины определенных внешних терминаторов, а для адаптеров выставляются различные SCSI ID.

Кроме того, нужно учитывать, что разделяемые дисковые подсистемы также могут являться «критическими точками отказа», следовательно, правильным решением будет использование сразу нескольких дисковых подсистем с обязательной организацией зеркалирования данной информации.

В случае использования SCSI-шины с целью подключения разделяемых подсистем, обязательно нужно обдумать вопрос о надежном заземлении (или хотя бы об общем занулении) всех соединенных устройств.

Другими способами подключения разделяемых подсистем дисковой памяти являются:

• Fibre Channel Arbitrated Loop (FC-AL);
• Serial Storage Architecture (SSA);
• «Firewire» – IEEE 1394 и др.

Кластерная политика

Основная статья: Кластерная политика

Деятельность по поддержке кластеров называется «кластерной политикой» и обычно включает в себя:

• ликвидацию барьеров для инноваций;
• инвестиции в человеческий капитал и физическую инфраструктуру;
• поддержка географической концентрации связанных фирм.

Обычно кластерная политика рассматривается как альтернатива препятствующих конкуренции мер традиционной «промышленной политики», в рамках которой осуществляется поддержка конкретных предприятий или отраслей.

Критики кластерной политики указывают на то, что:

• концентрация производства на данной территории в рамках кластера уменьшает устойчивость региональной экономики, снижая её диверсифицированность;
• стимулирование кластерообразования является такой же субсидией, как и традиционные меры промышленной политики.

На данный момент в РФ понятие кластер не закреплено законодательно.

Что такое кластеры?

По словам гостей студии «Реального времени», в России все еще законодательно не определено значение слова «кластер». Описать его можно так: кластеры — это когда у тебя есть понятная сфера специализации в регионе. В Татарстане, например, это машиностроительный и IT-кластер; в Самарской области — аэрокосмический или машиностроительрный кластер. В отличие от них особые экономические зоны и территории опережающего социально-экономического развития обычно создают в регионах, где выраженной специализации нет, говорит Евгения Шамис.

Кластер — это еще и объединение: малый и средний бизнес, инкубаторы, акселераторы, крупный бизнес. Например, кластер, который связан с Иннополисом, будет частично затрагивать Казань. В него должны входить 100—130 компаний-участников. Правда, для формирования доверия к кластеру нужно 3—5 лет, а чтобы увидеть первые результаты — еще 5 лет.

— Кластер — это биосистема, как тропический лес. Где-то ему нужно не мешать, где-то — помогать. В момент, когда пытаются вмешаться в работу кластеров и указывать, что они должны делать, вместо тропического леса получается ферма. А нам, извините, и сорняки нужны, и вредные насекомые. Потому что они помогут найти какое-то новое решение, — заметила Евгения Шамис.

Также она описала две техники создания кластеров. Первая – brown field, когда кластер сложился сам, исторически, и теперь его развивают. Вторая — green field, когда «земля заросла травкой и нужно понять, что будет дальше». Речь идет о том, что новое мы можем запустить. Но здесь очень большие риски, что что-то может не сработать и не получиться, отмечает Шамис.

При этом с кластерами «все сложно». Трудно оценить, какой из кластеров в России самый успешный, потому что на разных этапах развития они разные. Оценивать кластеры в привычных критериях, как обычно все оценивают успешные компании, тоже неправильно.

— Если оценивать по выручке, совокупным рабочим местам — это одно. Если по активности внутри страны или на международной арене — это другое, — заметил Гайфуллин.

Шамис в свою очередь добавила, что для оценки нужно выбирать понятные показатели: ведутся ли на территории научные исследования, увеличение числа людей по теме специализации кластера, создание новых продуктов.

Для оценки нужно выбирать понятные показатели: ведутся ли на территории научные исследования, увеличение числа людей по теме специализации кластера, создание новых продуктов, считает Евгения Шамис

Кластер: что это означает

Кластер — это понятие, пришедшее из английского языка. В буквальном переводе оно означает ‘скопление’ или ‘рой’. Близкими по значению к слову «кластер» считаются:

• группа;
• союз;
• альянс;
• объединение;
• ассоциация.

Термин «кластер» используется:

• в точных науках (математике, химии, информатике);
• общественно-гуманитарных (социологии, лингвистике, истории);
• искусстве (музыке) и ряде других отраслей знания.

В педагогике термином «кластер» обозначают один из способов графической организации информации. Его суть состоит в том, что в изучаемой информации определяются смысловые единицы. Они фиксируются как схемы, в которых имеются пояснения по поводу связей. В результате получается наглядное изображение, которое помогает систематизировать, обобщить и излагать изучаемый во время урока материал. Как синонимичные преподаватели используют понятия «карта-схема» или «карта понятий», а также «ассоциограмма».

Фото: multiurok.ru: UGC

Кластер — один из методов технологии развития критического мышления. Он формирует у учеников такие навыки:

• умение грамотно формулировать вопросы;
• работать с большими объемами информации и выделять в них основное;
• способность выявлять логические и причинно-следственные связи;
• умение делать умозаключения;
• обобщать и делать переход от общего к частному и наоборот;
• способность проводить параллели и находить аналогии;
• умение анализировать части информации и сравнивать их между собой.

Освоив правила создания кластеров, ученики способны:

• объяснить новый материал ясно, четко и доходчиво;
• способны высказывать свою, отличную от учебника, интерпретацию информации;
• могут сформировать собственные оценочные суждения и логические выводы из изученного материала;
• владеют навыками ведения диалога и активного слушания;
• вырабатывают уважительное отношение к точке зрения, которая отличается от их собственной.

Иными словами, школьники таким образом освоили основы критического мышления.

Применение кластерного метода на уроке имеет ряд преимуществ:

• учитель может работать с большим объемом материала, не утомляя учащихся;
• в процесс обучения включены все ученики, и он им интересен;
• ученики заинтересованы высказывать свою точку зрения;
• способствует выработке навыков творчески мыслить.

Фото: maria-kudryavtseva.ru: UGC

Для успешного применения метода учитель должен соблюдать ряд принципов:

• Выбрать ту графическую модель, на основе которой будет создан кластер.
• В центре необходимо поместить ключевой термин, понятие, идею, мысль.
• Важные смысловые единицы с основным термином должны соединяться прямыми линиями.
• Возле крупных смысловых единиц располагаются менее значительные, но необходимые для полноценного раскрытия темы.
• В качестве ключевого понятия могут быть использованы: слово, сочетание слов, факты, даты, образы и так далее.

Кластеры по изучаемой теме могут быть созданы в результате групповой работы. Тогда учитель руководит созданием кластера на классной доске. Ученики могут поработать над созданием кластеров в малых группах и отобразить результаты на отдельных листках. Наконец, каждый ученик может разработать кластер индивидуально в рабочей тетради. Различные элементы кластеров целесообразно выделять разными цветами.

При коллективной работе с кластером записываются абсолютно все ассоциации до тех пор, пока у учеников не закончатся идеи. Лишь после этого вносятся изменения и производится перегруппировка понятий.

Специалисты предлагают учителям, использующим метод, следующий алгоритм:

• Оценить учебный материал и определить, насколько целесообразно при его изучении составлять кластер.
• Рассказать ученикам, в чем суть метода, привести собственный пример и попросить их его проанализировать.
• Предложить классу улучшить приведенный пример.
• Приступить к созданию нового кластера, помогая на первом этапе выделять смысловые единицы.

Что такое медицинский кластер

Медицинские кластеры в настоящее время активно развиваются. Они включают в себя инновационную модель организации процесса оказания медицинской помощи, основанную на согласованных действиях по реализации профильного отбора, лечения, реабилитации и диспансерного наблюдения пациента.

Один из крупных, призванный объединить в себе все медицинские технологии – это международный медицинский кластер в Сколково.

Такой кластер создается для развития деятельности по оказанию медицинской помощи, повышения её качества, а также содействию в разработке лекарственных препаратов, медицинских технологий и медицинских изделий. Сюда же входит и развитие образовательной деятельности, проведение научных исследований в сфере охраны здоровья.

Подобные кластеры создаются и в регионах. Например, достаточно эффективный создан в Кургане.

Еще один планируется создать на Кавказских минеральных водах. Идеей создания стали возможности этой еще с советских времен здравницы.

Будем надеяться, что создание таких крупный центров пойдет только на пользу.

Приложения, для которых нужно обеспечивать высокую доступность и надежность

Программное обеспечение ВД, конечно же, не может быть ориентировано на определенные и конкретные приложения. Необходимым интерфейсом с приложением выступают определенные скрипты для запуска и остановки приложения, которые запускаются по событиям «start service» а также «stop service» соответственно. Высокая надежность и доступность обеспечивается для какого-либо приложения и не требует при этом никакого взаимодействия при запуске с оператором, так как оно может запускаться в фоновом режиме.

Также с запуском приложения одновременно может запуститься и процесс, который управляет приложением и осуществляет некоторые процессы, необходимые для правильной и быстрой его передачи, в случае необходимости, резервному узлу. Именно для таких действий корректным было бы предусмотреть определенное взаимодействие с «менеджером кластера» и иными узлами кластера с помощью соответствующего API.

Также при построении кластера высокой надёжности Linux следует учитывать еще такие важные аспекты, как:

• синхронизация времени между разными узлами кластера;
• ведение соответствующего журнала конкретных системных событий кластера;
• контроль над кластером и управление кластером по определенному протоколу SNMP.

Туристический кластер, что это

Выяснив, что такое кластер, дать определение кластера в сфере туризма не составит больших сложностей.

Все очень просто. Создание таких кластеров направлено, в первую очередь, на конкурентоспособность в этой сфере.

Основой является управляющая компания, которая регулирует работу туристических операторов, агентств по предоставлению туристических услуг, а также организаций, осуществляющих услуги по размещению гостей — отели, пансионаты, санатории и пр.

Если рассматривать этот кластер далее. То можно обнаружить такие подразделения, как компании по организации трансферта, предприятия питания (рестораны, кафе, бары и т. д.), места досуга и отдыха (парки, спортивные залы, площадки, кинотеатры), торговые точки с сувенирной продукцией.

Таким образом, более расширенное понятие туристского кластера будет выглядеть так:

Кластеры, по видам туристических ресурсов, делятся на водные (морской, речной, озерный), лесные, горные и смешанные. По видам туристских аттракторов они бывают музейные, развлекательные, спортивные, экологические, этнографические, санаторно-курортные и пр. кластеры.

По масштабу выделяют локальные, региональные, национальные и транснациональные кластеры.

Как определяется размер кластера

Перед тем как с чистого листа начать работу с жестким диском или флешкой необходимо произвести форматирование. Если вы считаете что это всего лишь полная очистка с удалением содержимого, то ошибаетесь.

Такая процедура в первую очередь связана с разметкой памяти и разделением ее на кластеры для конкретной файловой системы. Это так же осуществляется не произвольно. Мы говорили о секторах на диске, так вот ранее выпускаемых моделях размер одного составлял 512 байт и их в одном кластере может быть несколько (число, кратное степени 2). Например, система FAT 32 позволяет отдавать под кластер до 64 секторов, что соответствует 32Мб. Но на флешку с таким форматированием вы не запишите файл объемом более 4Гб.

Сейчас активно используются более совершенные файловые системы NTFS или exFAT. Их возможности позволяют работать с объемными файлами и хранилищами информации.

На современных дисках емкостью в несколько терабайт используется новая разметка секторов Advanced Format, в которых 1 сектор занимает уже 4Кб. Соответственно и размер кластера будет кратен этой величине.

Здесь мы можем наблюдать интересный момент, позволяющий уловить разницу между тем, что такое размер кластера программный и физический . Дело в том, что к каждому сектору прилагаются служебные метки и ECC-данные. Под них так же выделяется место на диске. Оно не может быть использовано для непосредственной записи файлов. И чем больше секторов, тем коэффициент полезного места меньше. Поэтому выгоднее иметь сектора большего объема. И это отлично иллюстрирует данное схематическое сравнение разных структур кластера:

Такой способ распределения секторов позволяет существенно увеличивать емкость жестких дисков. И соответственно снизить условную себестоимость 1 Тб памяти.