Параллельные синхронизированные вычисления - первый шаг к построению прототипа
advertisement
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.
