что такое кластер в играх

Кластер — что это такое и где его можно применять

Кластер – это многозначный термин, который называет какую-то общность, скопление или упорядоченную группу похожих по смыслу элементов. Для разных сфер он может описывать разные процессы или обозначать совокупность объектов. Чтобы понять смысл понятия лучше отталкиваться от контекста. В нашем обзоре мы коротко опишем основные направления, в котором уместно употребление этого слова и осветим значение слова «кластер» в сфере информационных технологий (IT).

Области, в которых употребляется слово «кластер»

Производство. В этой сфере так называется комплекс объектов компании, осуществляющий полный цикл производства и размещенный на одной территории. Например, в Подмосковье существует сырный кластер, в который входят порядка 10 разных предприятий.

Экономика. Многие развитые страны ведут государственную кластерную политику, а всемирные организации (например, Азиатский банк развития или ОЭСР) участвуют в финансировании таких проектов. Для государства такие проекты нужны для уверенной конкуренции на международной арене в области инноваций. Полное название таких комплексов звучит так: «Инновационный территориальный кластер». В рамках этих проектов концентрируется научно-технические разработки, промышленное производство и образование.

В России они иначе именуются как «наукограды» и «технопарки». Самый известный в нашей стране технопарк – это «Сколково». Эти центры решают задачи для разных научных областей: медицина, фармацевтика, биотехнологии, нанотехнологии, аэрокосмическое строительство, энергетика и многое другое. Поддержкой государства пользуются более 25 таких проектов в разных регионах от Москвы и Санкт-Петербурга до Дальнего Востока. Полный список центров можно найти на официальных сайтах Министесрства экономческого развития России и Ассоциации кластеров и технопарков России.

Значение слова «кластер» в IT

В информационных технологиях значение этого термина наиболее широкое. Кластером называют:

Подробно мы рассмотрим самые популярные сферы применения этого значения.

Кластер серверов 1С

Чтобы обеспечить активных пользователей бесперебойной работой сервера, создаётся серверная архитектура, выдерживающая высокие нагрузки. Такой системой может стать кластер серверов 1С. Другая альтернатива – отказоустойчивый Microsoft SQL Server или высокодоступный хост Hyper-V.

Программа 1С: Предприятия была создана для автоматизации оборота документов и управления складом. Здесь кластер серверов организует устойчивую к сбоям работу для большого количества пользователей и обширных баз данных. В версии 1С: Предприятия 8.3 есть функция масштабирования. Она позволяет увеличивать количество активных менеджеров и запускаемых рабочих процессов не создавая сбой. При этом нагрузка между серверами будет распределена равномерно. Управление серверами 1С осуществляет консоль администрирования.

Кластер файловых систем и его размер

Дисковое пространство Windows организуется с помощью кластеров. Их размер – это минимальное значение, которое может быть выделено памятью для хранения данных. Чтобы сохранить файл, системе нужно занять целое число дисковых единиц. При этом какая-то часть памяти в последнем занятой ячейке может остаться не востребованной. Чтобы оптимизировать такую потерю, нужно во время форматирования раздела задать минимальный размер этой ячейки.

Если вы форматируете жесткий диск под файловую систему NTFS, FAT или exFAT, то по умолчанию размер логической единицы равен 4 КБ. Чтобы выбрать размер для файловой системы NTFS, FAT16 или FAT32, то о рекомендуемых параметрах можно узнать на сайте поддержки Microsoft.

Как правило стандартных настроек дискового пространства для обычных пользователей вполне хватает. Но если вы намерены хранить много небольших файлов, то можно уменьшить размер кластера.

Веб-кластер

Для создания сайта с большим объемом информации также используется принцип архитектуры кластера. Это означает такое построение связей, которое даст максимальное быстродействие без зависаний. Такую архитектуру сайта можно встретить у крупных новостных порталов, а также сайтов с большим потоком посещений. Например, промо-сайтов Кока-Колы.

В нашем материале мы постарались в общих чертах определить, что же такое «кластер». Надеемся, вы смогли понять в каком направлении нужно двигаться дальше для получения большей информации.

Источник

Технология «Кластери» и её модификация

Елена Минаева
Технология «Кластери» и её модификация

Кластер пришел к нам из информационных технологий и обозначает объединение нескольких однородных элементов, которые могут рассматриваться как самостоятельные единицы, обладающими определенного свойства.

Метод кластеров универсален – помогает работать с большим объемом информации, которую необходимо освоить, выделить главное, систематизировать и определенным образом представить.

Суть метода заключается в выделении темы, смысловых единиц и графическом оформлении в определённом порядке схемы.

В работе над кластераминеобходимо соблюдать следующие правила:

1. Не бояться записывать все, что приходит на ум. Дать волю воображению и интуиции.

2. Продолжать работу, пока не кончится время или идеи не иссякнут.

3. Постараться построить как можно больше связей. Не следовать по заранее определенному плану.

СОСТАВЛЕНИЕ КЛАСТЕРА:

В итоге получается структура, которая графически отображает наши размышления, определяет информационное поле данной темы.

Кластерв образовании может быть использован в трех аспектах:

— В представлении системы работы и социального партнерства учреждения (административный);

— В обобщении опыта работы педагога (самообразование);

— В организации образовательной деятельности педагога (образовательный).

Кластеризация предметных образовательных областей не ограничена, использование кластеров возможно при изучении самых разнообразных тем.

Педагогические технологии реализуются на практике непосредственно педагогом.

Поэтому от того, насколько он осознает смысл технологии, ее научные основы, как умеет их адаптировать к конкретным условиям или разрабатывать индивидуальные технологии, зависит не только результативность образовательного процесса, но и становление педагогической технологии в качестве способа профессионального мышления педагога и его деятельности.

Только от активности педагога, нацеленности на поиск, овладении и внедрении в практику образовательных инноваций зависит, как быстро будут происходить изменения в его педагогической деятельности.

Готовность педагога меняться самому и менять ситуацию – главное условие эффективного внедрения активных методов обучения в образовательный процесс.

Источник

Прием кластер на уроке. Что это такое и как его использовать? Примеры

Кластер — это графическая форма организации информации, когда выделяются основные смысловые единицы, которые фиксируются в виде схемы с обозначением всех связей между ними. Он представляет собой изображение, способствующее систематизации и обобщению учебного материала.

Кластер как один из методов критического мышления

Современная система образования ориентирована на формирование у учеников самостоятельного мышления. Критическое мышление является педагогической технологией, стимулирующей интеллектуальное развитие учащихся. Кластер — один из его методов (приемов).

К особенностям критического мышления относят наличие трех стадий:

На первом этапе происходит активизация, вовлечение всех участников коллектива в процесс. Целью является воспроизведение уже имеющихся знаний по данной теме, формирование ассоциативного ряда и постановка вопросов, на которые хочется найти ответы. На фазе осмысления организуется работа с информацией: чтение текста, обдумывание и анализ полученных фактов. На стадии рефлексии полученные знания перерабатываются в результате творческой деятельности и делаются выводы.

Прием кластера может применяться на любой из стадий.

Возможно применение кластера на протяжении всего урока, в виде общей стратегии занятия, на всех его стадиях. Так, в самом начале дети фиксируют всю информацию, которой они владеют. Постепенно, в ходе урока, в схему добавляются новые данные. Желательно выделять их другим цветом. Данный прием развивает умение предполагать и прогнозировать, дополнять и анализировать, выделяя основное.

Основные принципы составления кластера

Кластер оформляется в виде грозди или модели планеты со спутниками. В центре располагается основное понятие, мысль, по сторонам обозначаются крупные смысловые единицы, соединенные с центральным понятием прямыми линиями. Это могут быть слова, словосочетания, предложения, выражающие идеи, мысли, факты, образы, ассоциации, касающиеся данной темы. И уже вокруг «спутников» центральной планеты могут находиться менее значительные смысловые единицы, более полно раскрывающие тему и расширяющие логические связи. Важно уметь конкретизировать категории, обосновывая их при помощи мнений и фактов, содержащихся в изучаемом материале.

Правила оформления кластера на уроке

В зависимости от способа организации урока, кластер может быть оформлен на доске, на отдельном листе или в тетради у каждого ученика при выполнении индивидуального задания. Составляя кластер, желательно использовать разноцветные мелки, карандаши, ручки, фломастеры. Это позволит выделить некоторые определенные моменты и нагляднее отобразить общую картину, упрощая процесс систематизации всей информации.

Рекомендации по составлению кластера

Существует несколько рекомендаций по составлению кластера. При его создании не стоит бояться излагать и фиксировать все, что приходит на ум, даже если это просто ассоциации или предположения. В ходе работы неверные или неточные высказывания могут быть исправлены или дополнены. Учащиеся могут смело дать волю воображению и интуиции, продолжая работу до тех пор, пока не закончатся все идеи. Не стоит бояться значительного количества смысловых единиц, нужно попытаться составить как можно больше связей между ними. В процессе анализа все систематизируется и станет на свои места.

Применение метода кластер

Метод кластера может применяться практически на всех уроках, при изучении самых разных тем.

Форма работы при использовании данного метода может быть абсолютно любой: индивидуальной, групповой и коллективной. Она определяется в зависимости от поставленных целей и задач, возможностей учителя и коллектива. Допустимо перетекание одной формы в другую. Например, на стадии вызова, это будет индивидуальная работа, где каждый учащийся создает в тетради собственный кластер. По мере поступления новых знаний, в качестве совместного обсуждения пройденного материала, на базе персональных рисунков и с учетом полученных на уроке знаний, составляется общая графическая схема. Кластер может быть использован как способ организации работы на уроке, и в качестве домашнего задания. В последнем случае важно наличие у учащихся определенного опыта в его составлении.

Пример

В качестве примера приведем составление кластера на уроке обществознания при изучении темы «Монархия». В самом начале работы учащиеся высказывают все имеющиеся у них знания по данному вопросу, предположения и ассоциации. Например: форма правления, власть, глава государства, царь, монарх, единовластие. Учитель фиксирует их на доске. Далее следует чтение параграфа из учебника. В ходе ознакомления с материалом (или по результату прочтения), схема дополняется новыми фактами. Учитель дописывает их, используя цветной мел. Итогом урока должен стать анализ полученной картины, с обсуждением верности или неверности первоначальных суждений и обобщением полученной информации.

Достоинства и результаты применения приема

Применение кластера имеет следующие достоинства:

В ходе данной работы формируются и развиваются следующие умения:

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.

Спасибо за Вашу оценку. Если хотите, чтобы Ваше имя
стало известно автору, войдите на сайт как пользователь
и нажмите Спасибо еще раз. Ваше имя появится на этой стрнице.

Источник

Как я собрал домашний кластер Kubernetes на базе Raspberry Pi

Здесь есть поклонники Kubernetes? Я уже довольно давно пользуюсь им как на работе, так и в других местах, где занимаюсь частными проектами, но иногда мне нужно место, где можно быстро и без особых затрат разработать и протестировать новые функции или просто, как говорят, «поиграть с программой», скопировать данные в резервное хранилище, обменяться файлами или сделать что-либо подобное.

Я всё подсчитал и понял, что общая стоимость кластера получается ниже, чем стоимость облачных предложений аналогичной вычислительной мощности с таким же количеством нод. В преддверии старта нашего курса по DevOps, делимся с вами описанием сбора собственного домашнего кластера Kubernetes.

Не помешает добавить: радиаторы и четыре кабеля USB-B на USB-C.

Почему Raspberry Pi?

TL;DR. Главные причины — цена и вычислительная мощность.

Кластер из четырёх нод учетверяет характеристики каждого из мини-компьютеров (1,5 ГГц, 4 ядра ARM CPU и 4 ГБ RAM), то есть в итоге мы получаем 16 ядер 1,5 ГГц и 16 ГБ RAM.

Подготовка карты памяти

Начинаем с загрузки операционной системы, и это будет самая затратная по времени часть проекта. Большую часть своего времени я работаю с Docker и Kubernetes, и одно из моих любимых занятий — сведение размеров образов Docker к абсолютному минимуму. Чаще всего я пользуюсь Alpine Linux, поэтому свой кластер буду строить именно на этом дистрибутиве.

Заходим в раздел Alpine Linux Downloads и выбираем версию AARCH64 для Raspberry Pi 4 Model B.

Пока загружается дистрибутив, подготовим карту памяти: отформатируем её под файловую систему FAT32. Я — фанат OSX, поэтому, чтобы получить идентификатор диска карты памяти, обычно пользуюсь этой командой:

Чтобы отформатировать всю карту памяти (я назвал её RPI), запустите эту команду:

sudo diskutil eraseDisk FAT32 RPI MBRFormat /dev/diskX

Распакуйте загруженный пакет с Alpine linux и сбросьте его на карту:

Базовая настройка системы

Поздравляю, вы на шаг ближе к миру Kubernetes, и где? У себя дома! Вставьте карту памяти в Raspberry Pi, монитор или телевизор, соедините с клавиатурой и включите питание. После того как система загрузится и предложит войти, в качестве имени пользователя и пароля используйте root. Настройка начинается с этой команды:

Я запускаю кластер в домашних условиях, и на моём маршрутизаторе нет нужного количества свободных портов, поэтому я решил воспользоваться сетью Wi-Fi. Вариантов тут не так много, но в любом случае стоит продумать каждый.

После завершения настройки нужно сделать ещё несколько вещей. Alpine по умолчанию запускается из оперативной памяти, но было бы лучше, если бы наши изменения сохранялись на диске, чтобы после возможных перезагрузок каждый раз не вводить их заново.

Вот что нужно сделать:

Изменить размер раздела FAT32 до разумного минимума — в моём случае я задал 1 ГБ.

Для создания нового загрузочного раздела использовать всё оставшееся свободное место.

Не забыть записать только что сделанные изменения.

Чтобы завершить весь процесс, нужно запустить ещё несколько команд:

Обновите записи /etc/fstab

И — последние штрихи после перезагрузки системы: имейте в виду, что, если не включить соответствующие cgroups, шаг kubeadm выполнить не удастся.

И, наконец, очень важная вещь после всех шагов — сделать резервные копии внесённых изменений и перезагрузить систему.

Настройка других системных параметров

Я уже писал выше, что собираюсь использовать кластер Kubernetes в домашних условиях. Но, упреждая ваш вопрос, отвечу: да, он будет работать и в офисной сети, но в этом случае нужно будет ещё кое-что добавить.

Определите с помощью avahi daemon имя узла в локальной сети

Зачем нужен этот шаг? А затем, что гораздо проще запустить команду ssh pi0.local, чем возиться с соответствующим IP-адресом. Сетевые настройки и настройка параметров кластеризации после этого станут намного проще, особенно если отсутствует возможность использования статических IP-адресов.

Разрешить ssh root-доступ

Внесите изменения в файл /etc/ssh/sshd_config — добавьте к нему следующую строку, чтобы предоставить ssh root-доступ.

Установите Docker, Kubernetes и оставшиеся пакеты. Они понадобятся нам позже.

Силы можно сберечь

На этом шаге всё должно быть готово. Последним шагом я выключил Raspberry Pi, вставил карту памяти обратно в ноутбук и создал её образ, чтобы можно было продублировать его на оставшиеся три карты и, таким образом, сэкономить время.

Не забудьте: чтобы не возникали конфликты, нужно изменять содержимое /etc/hostname для каждого вновь создаваемого компьютера. Я назвал компьютеры pi0, pi1 и pi2 (так легче запомнить) и внёс эти имена в локальный конфигуратор ssh (на именование нет никаких ограничений).

Создание мастер-ноды Kubernetes

Если будут возникать любые ошибки, связанные с cgroups, останавливающие процесс инициализации, это значит, что вы наверняка пропустили один из шагов. Если всё сделано правильно, должно появиться сообщение, что инициализация панели управления Kubernetes прошла успешно: Your Kubernetes control-plane has initialised successfully!

Сохраните вывод команды, которая начинается с kubeadm join, в безопасном месте. Она понадобится, чтобы добавить к кластеру оставшиеся ноды.

Для сохранения идентификационных данных в домашнем каталоге выполните эти команды:

Как получить доступ к ноде?

Мастер-нода запущена, что ещё нужно сделать?

Нужно обеспечить сетевую связь между подами — без неё нода будет иметь отметку (taint) и всегда оставаться в состоянии NotReady — “не готова”.

По умолчанию на мастер-ноде ничего развёртывать нельзя, и нода будет отображаться c отметкой (taint), но не волнуйтесь — мы можем изменить это командой

Теперь что касается дашборда. Покажите мне того человека, которому не нравится, когда в ПО имеется дашборд! В Kubernetes есть собственный и достаточно универсальный дашборд, и с его помощью можно обозревать весь кластер и что-либо у него внутри.

Как вы, возможно, заметили, я довольно хорошо покопался в настройках Helm-чарта, но для этого были причины.

Ваш дашборд будет работать, но. он ничего не будет показывать, потому что ещё нет разрешений.

Мы почти у цели. У нас есть мастер-нода и дашборд, но доступа к нему в данный момент у нас нет. Конечно, для доступа к дашборду можно было воспользоваться nodePort, но мы пойдём другим путём — получим доступ средствами Kubernetes, а для этого нам понадобится балансировщик нагрузки loadBalancer.

Нода работает в локальной сети, поэтому мы не можем рассчитывать ни на какие «плюшки» от AWS или GoogleCloud, но бояться тут нечего — эту проблему, в принципе, можно решить.

Балансировка нагрузки в домашней сети

Выполните инструкции по установке из MetalLB до конца раздела Installation By Manifest.

Это команда будет выполняться до тех пор, пока Pi включён. Чтобы не делать лишнюю работу, создавая скрипты запуска, я решил изменить файл /etc/network/if-up.d/dad и установить неразборчивый режим: в нём сетевая плата позволяет принимать все пакеты, независимо от того, кому они адресованы.

Создайте следующий манифест: my-dashboard.yaml

Не забудьте изменить раздел адресов в соответствии с настройками локальной сети.

Теперь в моём случае к дашборду можно получить доступ по адресу http://192.168.50.200/.

Кластер k8s на базе Raspberry Pi.

Эта статья, пронизанная любовью к экспериментам, была написана после дня субботних мучений, скрашенного несколькими банками энергетического напитка.

Обзор подов кластера представлен K9S

Добавление дополнительных нод

Я придерживаюсь принципов DRY (Don’t Repeat Yourself — Не повторяйся) и KISS (Keep It Stupid Simple — Делай проще, тупица), поэтому не буду ничего повторять, а объясню всё простыми словами. Вернитесь к началу статьи и на вновь создаваемых нодах выполните ещё раз все шаги до места “Создание мастер-ноды”, затем запустите следующую команду (не забудьте заменить IP-адрес на IP мастер-ноды или укажите имя узла pi0.local. За эту возможность отдельное спасибо avahi-daemon):

Совет: если вы забыли скопировать команду kubeadm во время создания мастер-ноды, не расстраивайтесь, просто запустите на мастер-ноде следующую команду, и команда kubeadm будет распечатана. А если хотите прокачать себя до DevOps инженера — приходите учиться и станьте дефицитным и очень высокооплачиваемым специалистом.

Узнайте, как прокачаться и в других специальностях или освоить их с нуля:

Источник

Обзор алгоритмов кластеризации данных

В своей дипломной работе я проводил обзор и сравнительный анализ алгоритмов кластеризации данных. Подумал, что уже собранный и проработанный материал может оказаться кому-то интересен и полезен.
О том, что такое кластеризация, рассказал sashaeve в статье «Кластеризация: алгоритмы k-means и c-means». Я частично повторю слова Александра, частично дополню. Также в конце этой статьи интересующиеся могут почитать материалы по ссылкам в списке литературы.

Так же я постарался привести сухой «дипломный» стиль изложения к более публицистическому.

Понятие кластеризации

Кластеризация (или кластерный анализ) — это задача разбиения множества объектов на группы, называемые кластерами. Внутри каждой группы должны оказаться «похожие» объекты, а объекты разных группы должны быть как можно более отличны. Главное отличие кластеризации от классификации состоит в том, что перечень групп четко не задан и определяется в процессе работы алгоритма.

Меры расстояний

Итак, как же определять «похожесть» объектов? Для начала нужно составить вектор характеристик для каждого объекта — как правило, это набор числовых значений, например, рост-вес человека. Однако существуют также алгоритмы, работающие с качественными (т.н. категорийными) характеристиками.

Классификация алгоритмов

Объединение кластеров

Обзор алгоритмов

Алгоритмы иерархической кластеризации

Среди алгоритмов иерархической кластеризации выделяются два основных типа: восходящие и нисходящие алгоритмы. Нисходящие алгоритмы работают по принципу «сверху-вниз»: в начале все объекты помещаются в один кластер, который затем разбивается на все более мелкие кластеры. Более распространены восходящие алгоритмы, которые в начале работы помещают каждый объект в отдельный кластер, а затем объединяют кластеры во все более крупные, пока все объекты выборки не будут содержаться в одном кластере. Таким образом строится система вложенных разбиений. Результаты таких алгоритмов обычно представляют в виде дерева – дендрограммы. Классический пример такого дерева – классификация животных и растений.

Для вычисления расстояний между кластерами чаще все пользуются двумя расстояниями: одиночной связью или полной связью (см. обзор мер расстояний между кластерами).

К недостатку иерархических алгоритмов можно отнести систему полных разбиений, которая может являться излишней в контексте решаемой задачи.

Алгоритмы квадратичной ошибки

Задачу кластеризации можно рассматривать как построение оптимального разбиения объектов на группы. При этом оптимальность может быть определена как требование минимизации среднеквадратической ошибки разбиения:

где c_j — «центр масс» кластера j (точка со средними значениями характеристик для данного кластера).

К недостаткам данного алгоритма можно отнести необходимость задавать количество кластеров для разбиения.

Нечеткие алгоритмы

Алгоритмы, основанные на теории графов

Суть таких алгоритмов заключается в том, что выборка объектов представляется в виде графа G=(V, E), вершинам которого соответствуют объекты, а ребра имеют вес, равный «расстоянию» между объектами. Достоинством графовых алгоритмов кластеризации являются наглядность, относительная простота реализации и возможность вносения различных усовершенствований, основанные на геометрических соображениях. Основными алгоритмам являются алгоритм выделения связных компонент, алгоритм построения минимального покрывающего (остовного) дерева и алгоритм послойной кластеризации.

Алгоритм выделения связных компонент

В алгоритме выделения связных компонент задается входной параметр R и в графе удаляются все ребра, для которых «расстояния» больше R. Соединенными остаются только наиболее близкие пары объектов. Смысл алгоритма заключается в том, чтобы подобрать такое значение R, лежащее в диапазон всех «расстояний», при котором граф «развалится» на несколько связных компонент. Полученные компоненты и есть кластеры.

Для подбора параметра R обычно строится гистограмма распределений попарных расстояний. В задачах с хорошо выраженной кластерной структурой данных на гистограмме будет два пика – один соответствует внутрикластерным расстояниям, второй – межкластерным расстояния. Параметр R подбирается из зоны минимума между этими пиками. При этом управлять количеством кластеров при помощи порога расстояния довольно затруднительно.

Алгоритм минимального покрывающего дерева

Алгоритм минимального покрывающего дерева сначала строит на графе минимальное покрывающее дерево, а затем последовательно удаляет ребра с наибольшим весом. На рисунке изображено минимальное покрывающее дерево, полученное для девяти объектов.

Путём удаления связи, помеченной CD, с длиной равной 6 единицам (ребро с максимальным расстоянием), получаем два кластера: и . Второй кластер в дальнейшем может быть разделён ещё на два кластера путём удаления ребра EF, которое имеет длину, равную 4,5 единицам.

Послойная кластеризация

Алгоритм послойной кластеризации основан на выделении связных компонент графа на некотором уровне расстояний между объектами (вершинами). Уровень расстояния задается порогом расстояния c. Например, если расстояние между объектами , то .

Алгоритм послойной кластеризации формирует последовательность подграфов графа G, которые отражают иерархические связи между кластерами:

,

Источник