Matematik asoslar va raqamli modellashtirish usullari

KOMPYUTER TADQIQOTLARI VA MODELLASHTIRISH
Algoritmlar va dasturlarni parallelizatsiyalashga kirish
233
Biz superkompyuterning qat'iy ta'rifini bera olmaganimiz uchun, ehtimol,
buni istisno qilish tavsiya etiladi bu atama kurs nomidan.
Kursning to'liq mazmuniga mos kelmaydigan ikkinchi ibora
"qayta ishlash usullari"dir. Sizga taqdim etiladigan material matematiklar va fiziklarga tanish bo'lgan muammolarni hal qilish usullarini o'z ichiga olmaydi
. Bu erda teoremalar va qat'iy
tuzilgan qonunlar yo'q. Bu ularning bu fanda mavjud emasligini anglatmaydi. Faqat
parallel dasturlash bo'yicha treningning to'liq aylanishi kurslarni o'z ichiga olishi kerak:
* Zamonaviy ko'p protsessorli kompyuterlarning arxitekturasi
; parallel kompyuterlar va tarmoqlarning tizim dasturiy ta'minoti
; parallel kompyuterlarda dasturlash texnologiyasi
; parallel algoritmlar;•
matematik modellashtirish va parallel hisoblash tajribasi.
Afsuski, Rossiyaning barcha universitetlarida, shu jumladan, MIPTLARDA emas, balki ushbu kurslarni
to'liq o'qish mumkin. Biz uchun ajratilgan o'quv soatlari doirasida
algoritmlar va dasturlarni parallelizatsiyalashga alohida kirish mumkin.
Aslida parallel dasturlash haqida gapirmaymiz! Menda
barcha retseptlar uchun tayyor emasman, qanday qilib samarali ishlaydigan parallel dasturni yozish kerak.
Ammo sizning dasturingiz yoki algoritmingiz
parallel hisoblash majmuasida samarali ishlashi va bunga qanday erishish mumkinligini tushunish uchun sizga berishga harakat qilaman.
Sizning e'tiboringizga taqdim etilgan barcha materiallar-o'rgatingmas qo'rqmanglar
Xia
parallelelivatvoi yoki boshqa odamlarning dasturlari va algoritmlari!
Shuning uchun, bugungi kunda
bu erda taqdim etiladigan materialning eng yaxshi nomi"algoritmlar va dasturlarni parallelizatsiyalashga kirish" dir.
Va bularning barchasi kerakmi?
So'nggi yillarda butun dunyoda kuchli hisoblash tizimlarini qurishning portlashi kuzatildi
. Mamlakatlar, ilmiy tashkilotlar va universitetlar
ishlash reytinglarining yuqori satrlariga kirish uchun raqobatlashmoqda. Ayniqsa, bu tendentsiya Rossiyada namoyon bo'ladi.
Bu erda 2010 yilning sentyabr oyida mamlakatimiz TOP-50 eng kuchli kompyuterlar bir necha
bor[supercomputers.ru]:
* MV Lomonosov nomidagi Moskva davlat universiteti ilmiy-tadqiqot hisoblash markazi —
kompyuter "Lomonosov" - 414.42 TFlop.
* Kurchatov RNC instituti-123.65 Tflop.
* Rossiya fanlar akademiyasining idoralararo superkompyuter markazi-122.69 TFlop.
* MV Lomonosov nomidagi Moskva davlat universiteti ilmiy-tadqiqot hisoblash markazi —
kompyuter "Chebyshev" - 60 TFlop.
Dunyodagi eng kuchli [top500.org] OAK Ridge hisoblash majmuasi hisoblanadi
National Laboratory (United States) — 2.331 PFlop.
AQShda exafloped kompyuterni ishlab chiqish boshlanishi e'lon qilindi [3dnews.ru].
biroq, ko'p hollarda, bu ajoyib hisoblash kuchi orqasida-
to'liq Yuklangan emas va samarasiz ishlatiladi. Nima uchun?
Ularni qo'llashni hal qilishni talab qiladigan vazifalar etarli emasmi?
Albatta, vazifalar bor. Bu erda [Wilkinson, Allen, 2005]ba'zi misollar keltirilgan.
Keling, butun dunyo bo'ylab ob-havo prognozini ko'rib chiqaylik. Atmosfera hisoblash uchun
hodisalar 1 kub millik hujayralarni 10 millik balandlikda ishlatadi. Keyin
1 kunlik prognozni olish uchun 10 daqiqali model vaqtida bizga
kerak bo'ladi
10
15
10 kunlik shaxsiy ishni bajaradigan suzuvchi nuqta operatsiyalari