Нил Дж. Гюнтер

Американский ученый-компьютерщик

Нил Гюнтер (родился 15 августа 1950 г.) - исследователь компьютерных информационных систем, наиболее известный во всем мире благодаря разработке программного обеспечения для моделирования производительности с открытым исходным кодом Pretty Damn Quick и разработке партизанского подхода к планированию вычислительных мощностей и анализу производительности. Его также цитировали за его вклад в теорию больших переходных процессов в компьютерных системах и пакетных сетях , а также за универсальный закон вычислительной масштабируемости . ^{[1] [2] [3] [4] [5] [6]}

Гюнтер является старшим членом Ассоциации вычислительной техники (ACM) и Института инженеров по электротехнике и электронике (IEEE), а также членом Американского математического общества (AMS), Американского физического общества (APS), Общества компьютерных измерений . Group (CMG) и ACM SIGMETRICS .

В настоящее время он занимается разработкой технологий квантовых информационных систем. ^[7]

биография

Гюнтер — австралиец немецкого и шотландского происхождения, родился в Мельбурне 15 августа 1950 года. Он посещал начальную школу Престон-Ист с 1955 по 1956 год и начальную школу Балвин-Норт с 1956 по 1962 год. На свой десятый день рождения Гюнтер получил копию теперь знаменитая книга под названием «Золотая книга химических экспериментов», написанная старшим кузеном. Вдохновленный книгой, он начал проводить различные эксперименты, используя различные химические вещества, которые можно было найти в его доме. После того, как он пролил немного раствора перманганата калия на ковер в спальне, мать заперла его в нише в гараже, которую он превратил в небольшую лабораторию , полную промышленных химикатов и подержанной лабораторной посуды . Гюнтеру было интересно выяснить, как образуются такие вещества, как моющие средства и масла , путем их крекинга в своей ректификационной колонне . Он проявлял особый интерес к смешиванию красок на уроках рисования, а также на уроках химии в средней школе Балвина . Его отец, будучи суперинтендантом мельбурнской электростанции , позаимствовал учебник по органической химии у химиков в лаборатории контроля качества. В конечном итоге это привело к сильному интересу к синтезу азокрасителей . Примерно в 14 лет Гюнтер попытался предсказать цвет азокрасителей на основе комбинации хромофора и ауксохрома . Если не считать составления эмпирических таблиц, эти усилия оказались в значительной степени безуспешными из-за отсутствия у него знаний квантовой теории .

Постдокторские годы

Гюнтер преподавал физику в Государственном университете Сан-Хосе с 1980 по 1981 год. Затем он присоединился к Syncal Corporation, небольшой компании, с которой НАСА и Лаборатория реактивного движения заключили контракт на разработку термоэлектрических материалов для своих миссий в дальний космос. Гюнтера попросили проанализировать данные испытаний на термическую стабильность ритэгов «Вояджер » . Он обнаружил, что стабильность термоэлектрического сплава кремний - германий (Si-Ge) контролируется солитонным механизмом выделения. ^[8] Лаборатория реактивного движения использовала его работу для выбора материалов РИТЭГ следующего поколения для миссии Галилео, запущенной в 1989 году.

Ксерокопии лет

В 1982 году Гюнтер присоединился к Xerox PARC для разработки программного обеспечения для параметрических и функциональных испытаний для мелкосерийной линии по производству СБИС компании PARC. В конечном итоге его пригласили в проект многопроцессорной рабочей станции Dragon , где он также разработал тест многопроцессорной системы PARCbench . Это был его первый опыт анализа производительности компьютеров.

В 1989 году он разработал версию формализма интеграла квантовых путей Ричарда Фейнмана с вращением Вика для анализа снижения производительности в крупномасштабных компьютерных системах и пакетных сетях. ^[9]

Годы пирамиды

В 1990 году Гюнтер присоединился к Pyramid Technology (ныне часть Fujitsu Siemens Computers), где занимал должности старшего научного сотрудника и менеджера группы анализа производительности, которая отвечала за достижение высоких в отрасли показателей TPC на их мультипроцессорах Unix . Он также выполнил моделирование для проектирования параллельного сервера базы данных Reliant RM1000 .

Консалтинговая практика

Гюнтер основал компанию Performance Dynamics как единоличное предприятие, зарегистрированное в Калифорнии в 1994 году, для предоставления консультационных и образовательных услуг по управлению высокопроизводительными компьютерными системами с упором на анализ производительности и планирование мощности в масштабе всего предприятия . Примерно в 1998 году он выпустил и разработал собственное программное обеспечение для моделирования производительности с открытым исходным кодом под названием «PDQ (Pretty Damn Quick)». Это программное обеспечение также сопровождало его первый учебник по анализу производительности под названием « Практический аналитик производительности» . С тех пор последовало еще несколько книг.

Текущие научные интересы

Квантовые информационные системы

В 2004 году Гюнтер приступил к совместным исследованиям квантовых информационных систем на основе фотоники . ^[7] В ходе своих исследований в этой области он разработал теорию бифуркации фотонов , которая в настоящее время проходит экспериментальную проверку в Федеральной политехнической школе Лозанны . ^[10] Это представляет собой еще одно применение формулировки интеграла по траекториям для обхода корпускулярно-волнового дуализма света.

В своей простейшей интерпретации эту теорию можно рассматривать как вносящую квантовые поправки в теорию дифракции изображений Аббе - Рэлея и теорию Фурье оптической обработки информации . ^[11]

Визуализация производительности

Вдохновленный работой Тьюки , Гюнтер исследовал способы помочь системному аналитику визуализировать производительность способом, аналогичным тому, который уже доступен в научной визуализации и визуализации информации . В 1991 году он разработал инструмент под названием Barry , который использует барицентрические координаты для визуализации выборочных данных об использовании ЦП в крупномасштабных многопроцессорных системах. ^[12] Совсем недавно он применил те же 2- симплексные барицентрические координаты для визуализации метрики производительности приложения Apdex , которая основана на категориальных данных о времени отклика. Барицентрический 3-симплекс ( тетраэдр ), который можно поворачивать на экране компьютера с помощью мыши , оказался полезным для визуализации данных о производительности пакетной сети . В 2008 году он стал соучредителем Google-группы PerfViz .

Универсальный закон вычислительной масштабируемости

Пропускная способность X(N) вычислительной платформы определяется выражением:

$${\displaystyle X(N)={\frac {\gamma N}{1+\alpha (N-1)+\beta N(N-1)}}}$$

где N представляет собой либо количество физических процессоров в аппаратной конфигурации, либо количество пользователей, управляющих программным приложением. Параметры и соответственно представляют уровни конкуренции (например, очередь для общих ресурсов), задержку согласованности (т. е. задержку для того , чтобы данные стали согласованными) и параллелизм (или эффективный параллелизм) в системе. Этот параметр также количественно определяет ретроградную пропускную способность, наблюдаемую во многих стресс-тестах, но не учитываемую ни в законе Амдала , ни в моделировании на основе событий . Этот закон масштабируемости был первоначально разработан Гюнтером в 1993 году, когда он работал в Pyramid Technology . ^{[13] Поскольку} топологические зависимости отсутствуют , C(N) может моделировать симметричные многопроцессоры , многоядерные процессоры , кластеры и GRID- архитектуры. Кроме того, поскольку каждый из трех терминов имеет определенный физический смысл, их можно использовать в качестве эвристики для определения того, где следует улучшить производительность аппаратных платформ или программных приложений. ${\displaystyle \alpha }$ ${\displaystyle \beta }$ ${\displaystyle \gamma }$ ${\displaystyle \beta }$

На более фундаментальном уровне приведенное выше уравнение можно вывести ^[14] из модели массового обслуживания Machine Repairman: ^[15]

Теорема (Гюнтер 2008): Универсальный закон масштабируемости эквивалентен синхронной организации очередей, ограниченной пропускной способностью в модифицированном Machine Repairman с временем обслуживания, зависящим от состояния.

Следующее следствие (Gunther 2008 с ) соответствует закону Амдала: ^[16] ${\displaystyle \beta =0}$

Теорема (Гюнтер 2002): Закон Амдала для параллельного ускорения эквивалентен синхронной организации очереди, ограниченной пропускной способностью в модели многопроцессора Machine Repairman.

Награды

• Старший член ACM (избран в апреле 2009 г.).
• Старший член IEEE (избран в феврале 2009 г.).
• Лауреат премии А.А. Майкельсона, декабрь 2008 г.
• Посетитель Летнего научно-исследовательского института, EPFL 2006 и 2007 гг.
• Преподаватель Западного института компьютерных наук Стэнфордского университета , 1997–2000 гг.
• Награда за лучшую статью, конференция CMG , 1996 г.
• Приглашенный научный сотрудник в области материаловедения, Стэнфордский университет, 1981–1982 годы.
• Студенчество Совета научных исследований, Великобритания, 1976–1980 гг.
• Стипендия последипломного образования Содружества, Австралия, 1975–1976 годы.

Избранная библиография

Тезисы

• Интеграл по траектории Фейнмана в нерелятивистской квантовой механике и квантовой электродинамике, Университет Ла Троб (Австралия),

Диссертация на степень бакалавра с отличием, физический факультет, октябрь (1974 г.).

• Группы динамической симметрии: исследование и интерпретация некоторых инвариантов как генераторов групп в квантовой механике, Университет Ла Троб (Австралия), магистерская диссертация, факультет прикладной математики, ноябрь (1976 г.)
• Нарушенные динамические симметрии в квантовой теории поля и явлениях фазового перехода, Саутгемптонский университет (Великобритания), докторская диссертация, физический факультет, декабрь (1979 г.)

Книги

• Аналитик практической эффективности, McGraw-Hill , Нью-Йорк, Нью-Йорк, 1998, ISBN  0-07-912946-3 (распродано)
• Практический аналитик производительности, iUniverse.com Press, Линкольн, Небраска, 2000, ISBN 0-595-12674-X (переиздание) 
• Performance Engineering: современное состояние и текущие тенденции, конспекты лекций по информатике, Springer-Verlag

Гейдельберг, Германия, октябрь 2001 г., ISBN 3-540-42145-9 (внесенная глава)  

• Анализ производительности компьютерной системы с помощью Perl::PDQ, Springer, Heidelberg 2005, ISBN 3-540-20865-8 
• Партизанское планирование мощностей, Springer, Гейдельберг, 2007 г., ISBN 3-540-26138-9 

Приглашенные презентации

• Режимы Голдстоуна в фазовых переходах первого рода, Шестая конференция Западного побережья по статистической механике, Исследовательские лаборатории IBM, Сан-Хосе, июнь (1980 г.)
• Методы Instanton для моделей массового обслуживания больших компьютерных систем: получение части действия, Конференция SIAM по прикладной теории вероятностей в науке и технике, Новый Орлеан, Луизиана, март (1990 г.)
• (Численные) Исследования физических степенных моделей интернет-трафика с использованием группы ренормализации, Конференция обществ исследования операций IFORS, Гонолулу, Гавайи, 11–15 июля (2005 г.)

Статьи

• Голдстоуновские моды при распаде вакуума и фазовых переходах первого рода, Journal of Physics, A, 13, 1755–1767 (1980)
• Эталон поиска изображений с использованием распределенных систем через Интернет (2000 г., совместно с Г. Береттой)
• Модели производительности и масштабируемости для гиперрастущего веб-сайта электронной коммерции (2000 г.)
• Характеристика протокола стабилизации пакетов для коммутатора RR/CICQ (2003 г., совместно с К. Дж. Кристенсеном и К. Ёсигоэ)
• Унификация закона Амдала, LogP и других моделей производительности для архитектур передачи сообщений (2005 г.)
• К практическим правилам проектирования квантовых коммуникаций и устройств квантовой визуализации (2005, совместно с Дж. Береттой)
• Спектр виртуализации от гиперпотоков до GRID, Proc. Конференция CMG, Рино, Невада, декабрь (2006 г.)

Рекомендации

1. Блог разработчиков Microsoft, сравнивающий закон Амдала с законом Гюнтера (2009 г.)
2. Интервью группы компьютерных измерений, часть 1. Архивировано 22 июля 2011 г. в Wayback Machine , часть 2 (2009 г.).
3. Биография автора Спрингера
4. Эксперты по производительности Oracle
5. Профиль выпускника Университета Ла Троб. Архивировано 7 июня 2011 г. в Wayback Machine.
6. Интервью с Джоном К. Дворжаком (1998)
7. Д.Л. Бойко; Нил Дж. Гюнтер; Н. Брауэр; М. Серджио; К. Никласс; Г. Беретта.; Э. Чарбон (2009). «Квантовый имидж-сканер для фотонов, коррелирующих по интенсивности». Новый журнал физики.
8. Гюнтер, Нил Дж. (1982). «Солитоны и их роль в деградации модифицированных кремний-германиевых сплавов» в материалах Четвертой международной конференции IEEE по термоэлектрическому преобразованию энергии» (PDF) . IEEE, том 82CH1763-2, страницы 89–95.
9. Гюнтер, Нил Дж. (1989). «Методы интеграла по траекториям для анализа производительности компьютеров». Письма об обработке информации . 32 : 7–13. дои : 10.1016/0020-0190(89)90061-6.
10. Гюнтер, Нил Дж.; Чарбон, Э.; Бойко, Д.Л.; Беретта, Г. (2006). «Обработка фотонной информации требует правил квантового проектирования». ШПАЙ Онлайн.
11. Э. Г. Стюард (2004). Оптика Фурье: Введение . Дувр. ISBN 978-0-486-43504-6.
12. Гюнтер, Нил Дж. (1992). «О применении барицентрических координат для быстрого и наглядного отображения данных о работе мультипроцессора» в учеб. VI Международная конф. «Методы моделирования и инструменты для оценки производительности компьютеров», Эдинбург, Шотландия . Antony Rowe Ltd., Уилтшир, Великобритания, страницы 67–80. ISBN 978-0-7486-0425-8.
13. Гюнтер, Нил Дж. (1993). «Простая модель емкости для систем с массовыми параллельными транзакциями» в Proc. CMG Conf., Сан-Диего, Калифорния» (PDF) . CMG, страницы 1035–1044.
14. Нил Дж. Гюнтер (2008). «Общая теория масштабируемости вычислений на основе рациональных функций». arXiv : 0808.1431v2 [cs.PF].
15. Д. Гросс и К.М. Харрис (1998). Основы теории массового обслуживания . Уайли-Интерсайенс. ISBN 978-0-471-17083-9.
16. Гюнтер, Нил Дж. (2002). «Новая интерпретация закона Амдала и геометрической масштабируемости». arXiv : cs/0210017 .

Внешние ссылки

• Компания Performance Dynamics (SM)
• Динамика производительности в Blogger
• Проект математической генеалогии
• Последовательность OEIS A007814 (показатель высшей степени двойки, делящей n, также известный как двоичная последовательность переноса, последовательность линейки или 2-адическая оценка n)
• Магистр наук Диссертация в Национальной библиотеке Австралии
• Список статей по arXiv
• Список статей по анализу производительности компьютеров
• Дирак номер 2
• Партизанский манифест
• Программное обеспечение для моделирования производительности PDQ
• Визуализация производительности
• Нил Дж. Гюнтер в LinkedIn