Laboratoria dydaktyczne i badawcze

Laboratoria w Instytucie Informatyki pod opieką pracowników ZRSK

 

Pracownicy ZRSK opiekuą się następującymi specjalistycznymi laboratoriami komputerowymi: 

 

 

 

 



 

 

Laboratorium Rozproszonych Systemow Komputerowych 


 

Laboratorium zrealizowano w ramach trzech projektów: Rozproszone Laboratorium Data Mining i Laboratorium Pomiarów i Eksploracji Internetu  oraz Grid Wydziałowy. Realizatorem inwestycji w zakresie projektów Rozproszone Laboratorium Data Mining i Laboratorium Pomiarów i Eksploracji Internetu w imieniu Politechniki Wrocławskiej był prof. Leszek Borzemski. Projektem Grid Wydziałowy kierował dr inż. Jan Kwiatkowski. Administratorem laboratorium LRSK jest mgr inż. Grzegorz Kotowski.

 

W dniu 2.12.2010 prof. Leszek Borzemski wygłosił na konferencji  i3 referat dotyczący naszego laboratorium pt. "System MWING i jego wykorzystanie w  badaniach wydajności systemów webowych". Konferencja transmitowana była na żywo w Sieci. Materiał wideo przygotowano w technologii silverlight.

 

Opracowane zostało i wdrożone nowoczesne laboratorium komputerowych systemów rozproszonych wyposażone w wieloserwerową, wielordzeniową heterogeniczną i rozproszoną platformę obliczeniową o całkowitej, teoretycznej mocy obliczeniowej około 5 TFlops. Laboratorium posiada unikatową aparaturę, w tym dwuprocesorowe dziewięciordzeniowe serwery w technologii Blade typu Cell B.E., serwery z procesorami POWER6, czterordzeniowe serwery Intel w architekturze blade oraz sieć komunikacyjną w technologiach 10 Gb Ethernet i Infiniband. Oprogramowanie zostało zakupione z projektu badawczego Ministerstwa (symulator CSIM19) oraz uzyskane bezpłatnie od firmy IBM w ramach programu akademickiego IBM Academic Initiative. Najważniejsze oprogramowanie: DWE DB2 (baza danych DB2, system data mining), WebSphere (serwery aplikacyjne, środowisko rozwojowe aplikacji webowych), AIX, Linux, Rational Architekt, Lotus Notes, oprogramowanie rozwojowe do procesorów wielordzeniowych POWER, i Cell/B.E., systemy wirtualizacji i zarządzania.


 

 

Powstałe rozwiązanie jest zorientowane na obsługę wielokierunkowych i wielowątkowych intensywnych pomiarów Internetu, w szczególności związanych z siecią Web, ich archiwizacji oraz ultra szybkiej eksploracji danych (data mining) na bieżąco (on-line). Szczegółowa tematyka badań naukowych i prac rozwojowych dotyczy: metod i technik pomiarów Internetu oraz sieci WWW, autorskich rozwiązań w zakresie narzędzi i systemów do pomiaru, gromadzenia i analizy pomiarów sieci, wieloagentowych internetowych systemów pomiarowych, usług wydajnego pozyskiwania zasobów WWW z zastosowaniem metod i technik inżynierii wiedzy oraz sztucznej inteligencji, metod i technik predykcji charakterystyk wydajnościowych połączeń internetowych w strukturach Internetu, sieci P2P oraz w gridach, metod i algorytmów eksploracji danych w analizie wydajności sieci Internet i systemów webowych.

Rys 1. Klaster komputerowy składający się z 14 dwuprocesorowych czterordzeniowych serwerów Xeon Intel w obudowie IBM BladeCenter H (łącznie 112 rdzeni obliczeniowych), macierz dyskowa 6TB, serwer zarządzający oraz zasilacze awaryjne.

 

 


 

 

Projekt Rozproszone Laboratorium Data Mining: opracowanie gridu obliczeniowego składającego się z trzech klastrów komputerowych zlokalizowanych w różnych budynkach Wydziału, skomunikowanych ze sobą poprzez sieć WASC i udostępniających nawzajem zasoby obliczeniowe, programowe i informacyjne. Na wyposażenie systemu składają się 4 zestawy komputerowe w obudowach stelażowych typu rack 19” 42U w trzech zestawach konfiguracyjnych.  Zestaw typ 1 tworzą 2 serwery czterordzeniowe RISC serii IBM p5 z procesorami POWER5+ oraz konsola zarządzania HMC. Zestaw typ 2 tworzy klaster komputerowy składający się z: 8 serwerów dwuprocesorowych typu IBM Blade z procesorami Intel Dual Core Xeon w obudowie IBM BladeCenter H; jednostki zarządzającej na bazie serwera typu IBM Blade z procesorem Intel Dual Core Xeon oraz macierz dyskowa DS4700. Zestaw typ 3 (2 komplety) zawiera klaster komputerowy: 4 serwery dwuprocesorowe typu IBM Blade z procesorami Intel Dual Core Xeon w obudowie IBM BladeCenter H; jednostka zarządzająca na bazie serwera typu IBM Blade z procesorem Intel Dual Core Xeon; serwer dwuprocesorowy IBM typu Blade z procesorem Intel Dual Core Xeon, zasilacze awaryjne. Laboratorium posiada również 3 przełączniki LAN Cisco Catalyst 3750G. Zestawy typu 1 i 2 umieszczono w budynku C-3, zestawy typu 3 w budynku D-2. Połączenia sieciowe typu LAN między laboratoriami organizowane są z wykorzystaniem przełączników Cisco.

 

 

Opracowana platforma obliczeniowa jest przeznaczona do realizacji badań naukowych i prac rozwojowych w zakresie opracowywania i wdrażania nowych metod i algorytmów złożonych obliczeń rozproszonych w oparciu o techniki gridowe, a w szczególności prac dotyczących analizy wydajności oraz niezawodności sieci Internet z użyciem algorytmów data mining, badań nad metodami i algorytmami data mining stosowanych w analizie treści, struktury, funkcjonalności, wydajności oraz jakości serwisów internetowych, internetowych systemów rekomendujących z wykorzystaniem metod data mining, internetowych systemów adaptacyjnych dostosowujących się do oczekiwań użytkowników z wykorzystaniem technik data mining, zastosowań metod data mining do alokacji zadań obliczeniowych w środowisku grid oraz do predykcji charakterystyk wydajnościowych i niezawodnościowych połączeń internetowych i obciążeń procesorów w systemie gridowym.

 

 

Rys 2. Serwery IBM RISC p5 z procesorami POWER, konsola zarządzania HMC i zasilacze awaryjne..

 


 

 

Projekt Laboratorium Pomiarów i Eksploracji Internetu: celem prac inwestycyjnych była budowa infrastruktury informatycznej dla potrzeb prowadzenia w sposób ciągły pomiarów i badań Internetu. Podstawową aparaturą laboratorium w tym zakresie jest wysokowydajny, skalowalny i bezpieczny klaster komputerowy z wieloprocesorowymi węzłami obliczeniowymi i podsystemem pamięci masowej o dużej pojemności i wydajności. Ciągłość i bezpieczeństwo działania klastra, sieci komunikacyjnej oraz macierzy dyskowej zapewniają zasilacze awaryjne. Klaster zbudowany na bazie serwerów kasetowych w technologii blade, jest połączony z lokalną infrastrukturą sieciową laboratorium z wykorzystaniem przełącznika 10GbE oraz z siecią WASK i dalej z Internetem poprzez router gigabitowy z firewallem. Sprzęt jest zainstalowany w szafie stelażowej typu rack 19”. Producentem urządzeń komputerowych jest IBM, a sieciowych – Cisco. Węzły klastra: 14x węzeł 2x Xeon Quad Core; 3x węzeł 4-core POWER6; węzeł 2xCell BE; węzeł Core 2 Duo. Komunikacja z wykorzystaniem przełączników 10GbE oraz SAN FC 4 Gb. Zestaw komputerowy z macierzą dyskową: IBM x3550, 2x Xeon Quad Core, macierz dyskowa iSCSI IBM NAS System N3600 - 20x 300 GB, zasilacze awaryjne. Urządzenia sieciowe do połączeń zewnętrznych: przełącznik Ethernet Cisco Catalyst 4948 10GE oraz router Cisco 2851.

 

 

Rys 3. Dwuprocesorowe serwery IBM Blade z procesorami RISC POWER6 w konfiguracji bezdyskowej i z dyskiem oraz procesorami Cell B.E..

 

 


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rys 4. Dwuprocesorowe serwery IBM Blade z procesorami Xeon.

 

 

 

 

 


 

 

Laboratorium w projekcie Grid Wydziałowy zostało wzbogacone o zasoby sprzętowe wysokowydajnego klastra obliczeniowego z 16 węzłami obliczeniowymi typu rack IBM x3550, 2 węzłami dostępowymi rack IBM x3560, i podsiecią komunikacyjną Infiniband 4X. Klaster ten rozszerza konfiguracja Wydziałowego gridu dynamicznego znajdujący się w Laboratorium przetwarzania równoległego i rozproszonego, który został zbudowany w oparciu o typowe komputery PC.


 

 

Laboratorium Przetwarzania Równoległego i Rozproszonego

 

Laboratorium funkcjonuje w oparciu o Dynamiczny Grid Wydziałowy. Grid DGW zbudowany został jako instalacja składająca się z dwóch klastrów. Jeden ma 14 dynamicznych węzłów roboczych (Intel P4, 2,8GHz, 1GB RAM) umieszczonych w budynku D2, drugi 40 roboczych węzłów dynamicznych (AMD Sempron 1,7GHz, 1GB RAM) plus dwa węzły testowe (Celeron 1GHz, 256MB RAM) umieszczonych w budynku B4. Oba klastry kontrolowane są przez odpowiednie serwery dostępowe (Intel P4 1.7GHz, 512MB RAM), pracują pod kontrolą autorskiego systemu zbudowanego na bazie systemu operacyjnego Linux Debian, zarządcy zasobów Torque, zarządcy zadań Maui, systemu Globus Toolkit i monitora systemu Ganglia. Dodatkowo, w gridzie wykorzystywany jest też serwer backupu.


Laboratorium wykorzystywane jest do prowadzenia zajęć laboratoryjnych i projektowych z zakresu obliczeń równoległych i rozproszonych (w tym gridowych) oraz inżynierii oprogramowania równoległego i rozproszonego. Zasoby laboratorium są dostępne lokalnie oraz zdalnie poprzez Internet. Bazę sprzętową laboratorium stanowi meta-klaster składający się z dwóch klastrów obliczeniowych zlokalizowanych w dwóch różnych laboratoriach. Oba klastry obliczeniowe mogą być uruchamiane podczas zajęć laboratoryjnych oraz w zależności od potrzeb w godzinach nocnych.

 


Grid wykorzystywany był m.in. w badaniach prowadzonych w ramach projektu ,,DeDiSys'' 6 programu ramowego Unii Europejskiej (STREP - Specific Targeted Research Projects). Został podłączony i służył do badań nad klastrami dynamicznymi w ramach projektu celowego Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego ,,Clusterix - Krajowy Klaster Linuxowy''. Na Gridzie realizowany był (zajmujący tysiące procesoro-godzin) doktorat, w ramach wykorzystywano go podczas grantu badawczego ETD finansowanego z środków projektu HPC-Europa Unii Europejskiej. Przygotowano i przeprowadzono semestralny kurs (wykład+laboratorium) ,,Środowiska Przetwarzania Równoległego i Rozproszonego. Grid wykorzystano w programie „Sokrates” (studenci z Hiszpanii i Portugalii) do realizacji ich final projects. Grid był wykorzystywany przez studentów z koła naukowego ,,Acropol''.


 

 

Laboratorium Cyfrowych Systemów Multimedialnych 

 

 Laboratorium Cyfrowych Systemów Multimedialnych jest zrealizowane w technologii standardu MHP (Multimedia Home Platform) i obejmuje zagadnienia konstrukcji oprogramowania (aplikacji) w oparciu o język Java dla systemów wbudowanych typu set‑top‑box, tj. urządzeń stosowanych do odbioru TV cyfrowej (DTV) – zgodnych z opracowanym przez organizację DVB dla tego typu urządzeń i powszechnie przyjętym standardem MHP (obowiązującym np. w całej Europie).


Laboratorium jest wyposażone w 16 stanowisk odpowiednio wyposażonych dla tworzenia i testowania aplikacji MHP. Każde stanowisko laboratoryjne składa się z następujących elementów: komputer klasy PC z kartą graficzną z we/wy VIVO i systemem operacyjnym Windows, przystawka DTV (set-top-box) firmy ADB w wersji deweloperskiej do wgrywania i testowania aplikacji w standardzie MHP, pilot sterowania do przystawki, zestaw kabli i przejściówek: kabel RS-232, kabel audio/video CVBS (chinch), kabel S-Video, przejściówka VIVO – S‑Video/CVBS. Sygnał wejściowy jest doprowadzony do każdego stanowiska z anteny satelitarnej poprzez 16‑to kanałowy multiswitch Axing SPU 516-01. Oprogramowanie każdego stanowiska zawiera: środowisko deweloperskie i uruchomieniowe Javy: Java SDK 1.4.2.x (lub nowsze), zintegrowane środowisko programistyczne Javy: Eclipse, biblioteka klas dla aplikacji MHP: mhp.jar, oprogramowanie uruchomieniowe dla aplikacji MHP: stbproxy.exe – rezydentny moduł transportujący aplikacje do dekodera, stbupload.exe – program ładujący, stbconfig.exe – program wspomagający wykrywanie błędów i uruchamiania menadżera zabezpieczeń, oprogramowanie przechwytujące sygnał audio/video – Windows Media Encoder. Uczestnicy laboratorium otrzymują materiały wspierające realizację zadań m.in. w postaci specyfikacji standardu MHP, specyfikacji JavaDoc bibliotek MHP oraz skryptu do ćwiczeń laboratoryjnych (obecnie w wersji rozwojowej).


Program laboratorium obejmuje zagadnienia: platforma wykonawcza standardu MHP (sprzętowa i programowa) – technika tworzenia, ładowania i uruchamiania aplikacji MHP, architektura aplikacji standardu MHP – cykl życia aplikacji MHP, zasady tworzenia interfejsu graficznego, obsługa interakcji z użytkownikiem – technika obsługi zdarzeń, realizacja dostępu do pamięci trwałej – system plików, obsługa strumieni DVB – wydobywanie informacji o serwisach DVB, operacje na strumieniach medialnych. Efektem końcowym laboratorium jest przygotowanie uczestników do samodzielnego tworzenia rozbudowanych aplikacji standardu MHP stosowanym w urządzeniach typu set‑top‑box. W laboratorium realizowane są zajęcia dydaktyczne w zakresie obiektowych systemów informatycznych oraz systemów wbudowanych.


Laboratorium zostało wyposażone w ramach współpracy byłego Instytutu Informatyki Technicznej z firmą Advanced Digital Broadcast (ADB), która jest uznanym światowym producentem sprzętu, oprogramowania oraz serwisów dla operatorów telewizji cyfrowej.


 

 

Laboratorium Programowania Aplikacji Multimedialnych 

 

 

W laboratorium prowadzone sę zajęcia z przedmiotów: "Multimedia", "Projektowanie i konstruowanie multimedialnych aplikacji komputerowych", "Elementy multimedialnych technik komputerowych" (zaoczne) oraz "Multimedialne metody prezentacji" (studia doktoranckie). Zajęcia zorganizowane są tak, że najpierw następuje wprowadzenie do programowania w wybranym języku programowania mediów (alternatywnie ActionScript 3.0 w środowisku Flash lub Lingo w środowisku Adobe Director). W trakcie tych zajęć prezentowane są i szczegółowo omawiane podstawy przetwarzania danych medialnych oraz konstruowania mechanizmów interakcji. Studenci – po zapoznaniu się z fragmentami funkcjonujących aplikacji – tworzą na ich podstawie nowe moduły funkcjonalne. Następnie są zajęcia o charakterze projektowo-implementacyjnym. W ramach tych zajęć studenci konstruują programy realizującyce zdefiniowane na wstępie zajęć funkcjonalności z zakresu przetwarzania mediów. Każdy program jest oceniany. Dalej są zajęcia poświęcone opracowaniu indywidualnego projektu (wraz z dokumentacją), implementacji oraz uruchomieniu aplikacji multimedialnej w wybranym środowisku autorskim. Ocena za realizację projektu stanowi podstawę zaliczenia laboratorium.


Wyposażenie laboratorium: 17 stanowisk komputerowych (w tym 1 stanowisko dla osób słabowidzących) wyposażonych w komputery multimedialne na platformie MS Windows. Oprogramowanie: Windows XP Pro, Adobe Flash Pro, Adobe Direktor, Adobe Flex – po 16 licencji, Adobe Photoshop i Adobe Authoware.


Oferta środowisk autorskich, które umożliwiają projektowanie i konstruowanie aplikacji multimedialnych, będzie poszerzona o środowisko Silverlight 2 firmy Microsoft, a także o środowiska rozwojowe dla multimedialnych aplikacji mobilnych dla smartfonów z systemem operacyjnym Android.


 

 

Laboratorium Microsoft IT Academy

 

 

W ramach IT Academy laboratorium oferuje autoryzowane przez firmę Microsoft szkolenia dotyczące produktów firmy Microsoft. Prowadzone szkolenia pozwalają również zgromadzić wiedzę konieczną do zadania egzaminów pozwalających uzyskać certyfikat Microsoft Certified Professional. Coroczne kursy Systemy operacyjne Windows są organizowane w ramach zajęć na specjalnościach Systemy i Sieci Komputerowe oraz Informatyczne Systemy Sterowania. Przedmiotem szkoleń są: Systemy operacyjne Windows 2003 .NET Server Standard/Enterprise, aplikacje serwerowe Windows Server System: SQL Server 2005, SQL Server 2005 Analysis Services, narzędzia programistyczne Visual Studio.NET: Visual C#, Visual C++, Visual Basic.NET. Szkolenia są prowadzone przez wykładowców posiadających certyfikaty firmy Microsoft, przy pomocy materiałów szkoleniowych firmy Microsoft. Kierownikiem szkoleń jest prof. L. Borzemski, a  główni wykładowcy to: dr inż. Wojciech Thomas i dr inż. Mariusz Fraś.


Laboratorium są wyposażone w następujący sprzęt: Topaz - Kontroler domeny; System: Windows Server 2003 Enterprise Editio, sprzęt: 2 x Pentium II 350 MHz, 256 MB RAM, 8 GB HDD, Ametyst - Serwer aplikacyjny/terminalowy, System: Windows Server 2003 Enterprise Editio, sprzęt: 2 x Pentium III 1,13GHz, 2GB RAM, 120GB HDD, Aplikacje: SQL Server 2005 Enterprise Edition, MSDN, Visual Studio .NET 2005, Office XP Developer, Virtual Server 2005, stacje robocze 64 sztuki, system: Windows XP Professional, sprzęt: AMD Sempron 2400, 512MB RAM, 120GB HDD, aplikacje: Visual Studio 2005, SQL Server 2005, Visio 2003, Access 2003, Virtual PC, systemy wirtualne: Windows 2003 Enterprise Edition.

 


 

 

Laboratorium Architektury Systemów Komputerowych

 

Laboratorium poświęcone jest nauce programowania w języku assemblera w ramach zajęć z „Architektury systemów komputerowych”. Jako wzorcowy przykład procesora RISC podobnie jak na większości liczących się uczelni na świecie wybrano procesor MIPS, dla którego dostępny jest symulator PCSPIM. Na zajęciach jest również stosowany zaprojektowany w Instytucie emulator komputera MDF jako przykład architektury niekonwencjonalnej.

 



 

 

Grid Wydziałowy (Projektem  kierował dr inż. Jan Kwiatkowski): laboratorium w tym zakresie wzbogacone zostało o zasoby sprzętowe wysokowydajnego klastra obliczeniowego z 16 węzłami obliczeniowymi typu rack IBM x3550, 2 węzłami dostępowymi rack IBM x3560, i podsiecią komunikacyjną Infiniband. Klaster rozszerza konfiguracja gridu dynamicznego znajdujący się w Laboratorium przetwarzania równoległego i rozproszonego, który został wcześniej w oparciu o typowe komputery PC.

Nasza witryna wykorzystuje Cookies.
Witryna wykorzystuje cookies w celu poprawnej realizacji dostarczanych usług i informacji oraz w celach gromadzenia anonimowych informacji statystycznych, dotyczących używania serwisu przez użytkowników. Kontynuując przeglądanie serwisu bez zmian ustawień przeglądarki akceptujesz zapisywanie plików cookies.

X