Для авторов
Найти
Результаты поиска
Найдено результатов: 3.
-
ЦЕНТРАЛЬНО-КОЛЬЦЕВОЙ ПОЛИНОМИАЛЬНЫЙ АЛГОРИТМ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНО-ВРЕМЕННЫХ РЕСУРСОВ В ГРИД-СИСТЕМАХ
Д.Ю. Кравченко , Ю.А. Кравченко , Э. В. Кулиев , А.Э. Саак2022-08-09Аннотация ▼Статья посвящена решению задачи распределения вычислительно-временных ресурсов в
грид-системах на основе адаптации используемых полиномиальных алгоритмов к квадратич-
ным типам заявок пользователей. Актуальность задачи обоснована значительным ростом
востребованности парадигмы распределенных вычислений в условиях информационного пере-
полнения и неопределенности. В статье рассмотрены проблемы диспетчирования гетероген-
ных вычислительных ресурсов при решении сложных профессиональных и научных задач, по-
ступающих в различные моменты времени, на основе классификации по значимым признакам
соответствия и готовности ресурса. Проведен сравнительный обзор существующих аналогов.
Сформулирована постановка решаемой задачи в контексте выбранной тематики исследова-
ния. Обоснована проблема диспетчирования грид-систем с централизованной архитектурой,
которая использует технологию мульти-сайтного выполнения задач. Применение данной архи-
тектуры требует разработки эвристических алгоритмов распределения вычислительных ре-
сурсов с функцией учета свойств массивов заявок пользователей и оценки соответствия распи-
сания. Исключение возникновения ошибок диспетчирования требует разработки формального
аппарата, который будет выявлять закономерности множества заявок, введет их типизацию
и построит эвристические алгоритмы с оценкой качества, адаптированные под соответст-
вующие типы. Разработка такого формального аппарата несомненно является актуальной
задачей. Не менее важной задачей в рамках создания данного аппарата является построение
модели паритетности ресурсов и моделей взаимодействия пользователей и вычислительнойсистемы. Авторами предложено решать задачу диспетчирования вычислительных ресурсов на
основе разработки и исследования полиномиальных алгоритмов диспетчирования массивами
заявок гиперболического типа. Основной теоретической значимостью данного исследования
является создание формального аппарата среды диспетчирования, включающего определение
ресурсного прямоугольника, как модели заявки пользователя, на основе выполнения операций в
среде диспетчирования над этими ресурсными прямоугольниками. Научная новизна исследова-
ния заключается в разработке центрально-кольцевого полиномиального алгоритма распределе-
ния вычислительно-временных ресурсов в грид-системах, который отличается от существую-
щих алгоритмов диспетчирования вычислительных систем адаптацией к квадратичным типам
заявок пользователей и позволяет повысить эффективность распределения вычислительно-
временных ресурсов. Для оценки эффективности предложенного алгоритма разработано про-
граммное приложение и проведен вычислительный эксперимент с разным количеством сфор-
мированных классов вычислительных ресурсов. Полученные сравнительные результаты прове-
денных экспериментальных исследований подтверждает эффективность предложенного ал-
горитма распределения вычислительно-временных ресурсов. Описанные исследования имеют
высокий уровень теоретической и практической значимости и напрямую связаны с решением
классических задач искусственного интеллекта. -
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ АСПЕКТЫ РЕШЕНИЯ СЕТОЧНЫХ УРАВНЕНИЙ НА ГРАФИЧЕСКИХ УСКОРИТЕЛЯХ
Н.Н. Грачева , В.Н. Литвинов , Н. Б. Руденко , А.В. Никитина , А. Е. Чистяков2021-12-24Аннотация ▼Для прогнозирования чрезвычайных ситуаций (ЧС) и необратимых последствий дея-
тельности человека ученые широко применяется математическое моделирование. При
возникновении ЧС очень важно минимизировать время принятия решения. Разработка
проекта решения может основываться на прогнозе изменения моделируемого процесса.
При численном решении задач гидрофизики и биологической кинетики возникает необходи-
мость в разработке эффективных методов решения систем сеточных уравнений большой
размерности с несамосопряженным оператором. Большой объем обрабатываемой инфор-
мации и сложность вычислений приводят к необходимости использования вычислительных
кластеров, в состав которых добавляются видеоадаптеры для увеличения производитель-
ности вычислительной системы и скорости обработки информации. Целью исследования
является разработка программного модуля, реализующего алгоритм решения системы
линейных алгебраических уравнений (СЛАУ) модифицированным попеременно-треугольным
итерационным методом (МПТМ) (самосопряженный и несамосопряженный случаи) с ис-
пользованием технологии NVIDIA CUDA. Описан способ декомпозиции расчетной области
в трехмерном случае. Предложена графовая модель организации параллельного конвейер-
ного вычислительного процесса, ориентированная на графический ускоритель GPU (Graphics Processing Unit). Для двух видеоадаптеров с различными характеристиками были
проведены экспериментальные исследования для определения оптимальной двумерной кон-
фигурации потоков в вычислительном блоке, реализуемом на одном потоковом мультипро-
цессоре, при которой время реализации на GPU одного шага МПТМ является минималь-
ным. Проведенные исследования показали, что выбор способа декомпозиции расчетной
области в виде параллелепипедов необходимо выполнять с учетом архитектуры видео-
адаптера. Разработанные алгоритм и программный модуль позволяют более эффективно
задействовать вычислительные ресурсы GPU, используемой для решения вычислительно-
трудоемких задач гидрофизики. -
ИССЛЕДОВАНИЕ СПОСОБОВ ОРГАНИЗАЦИИ ПАРАЛЛЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ ВНЕШНИХ ЗАДАЧ АЭРОДИНАМИКИ НА ОСНОВЕ СХЕМ РАСЩЕПЛЕНИЯ
В. В. Семенистый , И. Э. Гамолина2021-01-19Аннотация ▼Целью работы является исследование способов организации параллельного решения
внешних задач аэродинамики и разработка гибридного параллельно-конвейерного способа
организации численного решения двумерных задач, моделирующих течение вязких сжимае-
мых жидкостей и обтекание объектов сложной формы. Рассматривается параболизован-
ная система уравнений Навье-Стокса, для численного решения которой выбран конечноразностный алгоритм. В силу своих особенностей, которыми являются экономичность и
устойчивость в исследовании пограничных слоев движущихся тел и корректного решения
задач с дозвуковыми зонами данный алгоритм предпочтителен обычного маршевого мето-
да. Для реализации нелинейной конечно-разностной схемы в каждом маршевом сечении ис-
пользуются внутренние итерации. Разработанный параллельный алгоритм конструктивно
состоит из вложенных итерационных циклов. Система уравнений решается на каждой
внутренней итерации последовательно в два этапа. На первом этапе решаются уравнения
количества движения и энергии; на втором этапе по найденным значениям скоростей и дав-
ления находится плотность. На каждом дробном шаге внутренней итерации рассчитыва-
ются одномерные массивы данных. В работе используется метод расщепления оператора по
физическим процессам. Для численного решения задачи проводится факторизация стабили-
зирующего оператора. Приводится схема организации процесса решения задачи на внутрен-
ней итерации. В работе предложен принцип организации параллельных вычислений, где ис-
пользуется внутренний параллелизм решаемой физической задачи. Для реализации параллель-
ного алгоритма выбрана вычислительная среда, содержащая решающее поле соединенных
коммутационными связями вычислительных устройств, каждое из которых обладает соб-
ственной оперативной памятью, и устройство управления, поддерживающее работу сис-
темы. Алгоритм использует различную топологию связи между рабочими процессорами.
Уменьшение размерности задачи позволяет сэкономить время на межпроцессорном обме-
не данными. В работе проведены временные оценки эффективности разработанного па-
раллельного алгоритма для каждой внутренней итерации. Использование метода парал-
лельной прогонки, предложенный принцип организации параллельных вычислений позволя-
ют увеличить скорость расчета физической задачи для каждой внутренней итерации по
сравнению с ранее используемыми алгоритмами для такого класса задач.
1 - 3 из 3 результатов
