Параллельные синхронизированные вычисления - первый шаг к построению прототипа

реклама
Параллельные
синхронизированные
вычисления - первый шаг
к построению прототипа
модели агроландшафта
Гавлин А.В., Топаж А.Г.
Параллельные вычисления для эффективности
расчета проектов большого объема
Задача
Источники
поливариантности
Число
сценариев
Анализ чувствительности и
идентификация параметров
Величина исследуемого
параметра
Варианты погодных
условий
7680
Оперативное сопровождение
полевого опыта и прогноз
продуктивности
производственных посевов
Сгенерированные
реализации погоды для
оставшейся части
вегетационного периода
30
Реакция агроэкосистемы на
антропогенные изменения
климата
Сгенерированные
реализации погоды для
разных сценариев
изменения климата в
будущем
360
Оптимизации агротехнологий
Варианты (нормы и
сроки) технологических
воздействий
Варианты погодных
условий
720
Поливариантный расчет динамической
модели в задачах точного земледелия.
Синхронизированные расчеты.
ПРОЕКТ
Сценарий расчета
Сценарий расчета
Сценарий расчета
Сценарий расчета
Система поливариантного анализа
прикладных моделей агроэкосистем
Фактор 3
Многофакторный эксперимент
Фактор 1
Проект
Сценарий N
Параллельные вычисления
Операция 1
Операция 2
Операция 3
t
2t
3t
Последовательный запуск: 3t
Параллельный запуск: t
Способы реализации
Виды аппаратных систем распределенных
вычислений:
• суперкомпьютеры;
• кластеры;
• гриды.
Основные классы приложений:
• многопоточные системы;
• распределенные системы;
• распределенные многопоточные системы
Проделанная работа
1.
2.
3.
4.
Произведена модификация модели с тем, чтобы она была
максимально
заточена
под
использование
в
параллельных
расчетах
(отказ
от
глобальных
переменных, передача идентификаторов используемых
внешних ресурсов в параметрах запуска и т.д.)
Спроектирован и реализовали в СПР интерфейс адаптера
для подключения ПРОИЗВОЛЬНОЙ сторонней модели
для ее последовательных или параллельных расчетов
Предложен и оттестирован механизм синхронизации
параллельных вычислительных потоков через передачу
в параметры запуска модели общего разделяемого
ресурса, играющего роль «семафора»
Продуман и проверен на тестовых примерах алгоритм
эмуляции горизонтальных перетоков вещества и энергии
в масштабах c/х поля в виде информационного обмена
между параллельными вычислительными потоками в
«точках схода»
Производительность проекта
Производительность расчетов
Среднее время расчета сценария (сек.)
10
9
8
7
6
1x
5
2x
4x
4
3
2
1
0
0
2
4
6
8
10
12
Число сценариев в проекте
14
16
18
Выводы
Достигнуты значительные результаты по
оптимизации вычислительного процесса, с
использованием современных подходов в
проектировании информационных систем.
Спасибо за внимание.
Скачать