Найти

Результаты поиска

• МЕТОД ОРГАНИЗАЦИИ ДИСКРЕТНО-СОБЫТИЙНЫХ ВЫЧИСЛЕНИЙ ДЛЯ ОБРАБОТКИ БОЛЬШИХ РАЗРЕЖЕННЫХ НЕСТРУКТУРИРОВАННЫХ МАТРИЦ НА РВС

  А.В. Подопригора

  189-197

  2021-10-05

  Аннотация ▼

  С усложнением моделей исследуемых объектов и процессов в разных областях науки и техники появляется большое количество задач, для которых необходимо применять вы-сокопроизводительные вычислительные системы. Так, для обработки матричных массивов используют кластерные многопроцессорные вычислительные системы с применением специальных методов, направленных на организации параллельных вычислений, и в большинстве случаев производительность вычислительной системы является достаточно высокой. Однако такая эффективность вычислений наблюдается не на всех видах матриц. Матричная структура может содержать большое количество незначимых элементов, большую размерность, и ее портрет может быть неструктурированным. Решение такого рода матриц на кластерных МВС не позволяет получить производительность, близкую к пиковой, поскольку методы обработки никак не учитывают такую сложную структуру обрабатываемой матрицы, в результате чего производительность системы многократно снижается. Разработка методов для кластерных МВС не позволяет в полной мере обеспечить высокую производительность на классе задач, посвященной обработке больших раз-реженных неструктурированных матриц. Жесткая архитектура связей процессоров не учитывает особенности таких матриц, что приведёт к неоднородности загрузки вычис-лительного процессора. Для обеспечения производительности, близкой к пиковой на зада-чах обработки больших разряженных неструктурированных матриц, необходимо приме-нять реконфигурируемые вычислительные системы, архитектура которых позволяет адаптироваться под структуру решаемой задачи. Это позволяет организовывать конвейерную обработку так, чтобы вычислительный ресурс РВС был использован только на информационно значимые операции. Помимо использования общепринятых методов структурной организации высокопроизводительных вычислений для РВС, необходимо разработать формат хранения и передачи больших разреженных неструктурированных матриц, определить принципы построения базовых матричных макроопераций и возможность организации составных дискретно-событийных матричных функций для решения прикладных задач. В результате проведенных исследований положено начало метода, позволяющего организовать вычисления, операндами которых являются большие разреженные не-структурированные матрицы. Применение этого метода для организации вычислений позволяет существенно повысить производительность и обеспечить повышение эффективности работы такой системы.

• МОДЕЛИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ КУБАТУРНЫХ ФОРМУЛ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭФФЕКТИВНЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СТРУКТУР НА ПЛИС

  Н. С. Кривша , В. В. Кривша , С.А. Бутенков

  2021-01-19

  Аннотация ▼

  Предлагается метод построения вычислительных моделей для исследования и опти-
  мизации универсальных вычислительных структур, выполняющих вычисление вычисления
  сложных кубатурных формул. Теоретической базой для введенных моделей служит теория
  пространственной грануляции, методы которой разработаны коллективом авторов. Ме-
  тодология пространственной грануляции позволяет переходить от вычислений в точечном
  метрическом пространстве данных (которое не всегда существует) к вычислениям в аф-
  финном многомерном пространстве, содержащем укрупненные единицы данных (про-
  странственные гранулы). Такое преобразование данных основано на использовании аффин-
  но-инвариантных моделей декартовых гранул и основывается на оптимальных процедурах
  покрытия точечного пространства выпуклыми гранулами. Такие полезные вычислитель-
  ные свойства введенных моделей данных позволяют построить вычислительно эффектив-
  ные процедуры для манипулирования многомерными данными, одним из приложений кото-
  рых является вычисление многомерных кубатурных формул. Новые модели позволяют соз-
  давать наглядные матричные модели данных произвольной размерности для целей плани-
  рования структуры вычислительных процессов и построения информационных графов
  таких процессов. Эффективное и наглядное представление сложных вычислительных
  формул позволяет выполнять эквивалентные (с численной точки зрения) преобразования
  таких формул с целью выбора эффективных схемных решений для построения высокопро-
  изводительных вычислительных блоков вычисления кубатур высокой размерности на базе
  ПЛИС. На основе оптимизированных моделей вычислительных структур строятся схем-
  ные решения, реализующие кубатурные формулы на реконфигурируемых вычислительных
  системах. Сложность решения задачи проектирования на ПЛИС связана с тем, что ис-
  пользуемые вычислительные средства содержать поля ПЛИС, проектирование вычисли-
  тельных структур для которых является вычислительно сложной задачей. Авторы ис-
  пользовали разработанные в организации автоматизированные средства проектирования
  на полях ПЛИС, такие как язык высокого уровня COLAMO, язык низкого уровня Fire Constructor
  и сопутствующие программные средства для реализации полученных информаци-
  онных графов многомерных кубатур и экспериментальной оценки качества полученных
  результатов. Предлагаемый в работе теоретический подход к моделированию и оптими-
  зации информационных графов вычислительных структур может быть распространен на
  широкий круг задач вычислительной математики.