Планирование научного эксперимента. Ю.И.Нечаев

10. Суперкомпьютерные технологии при реализации комплексов физико-математического моделирования

 

Обеспечение функционирования комплексов физико-математического моделирования ведется на основе высокопроизводительных вычислительных средств. Перспективным направлением реализации такой технологии является использование универсальных суперкомпьютеров с массовым параллелизмом и программируемой архитектурой. 

Для создания вычислительных систем конкретного приложения разрабатываются инструментальные системы программирования ИС реального времени на основе унифицированных аппаратных средств суперкомпьютеров. Алгоритмически сформулированная для решения задача поступает на формализатор, представляющий собой комплекс программно-математических средств для анализа алгоритма в соответствии с требованиями к параметрам суперкомпьютера. Преобразование алгоритма в форму, эффективную для решения задачи на суперкомпьютере, осуществляется путем преобразования информационного графа задачи в кадровую форму и разделения алгоритма на структурную и процедурную компоненты. 

Структурная компонента представляется в виде аппаратно реализуемых фрагментов вычислений (кадров), а процедурная компонента - в виде последовательности их вызова. Формирование процедурной компоненты включает в себя следующие этапы:

  • разрезка информационного графа на подграфы по критерию минимизации времени решения задачи;

  • формирование ограничений на размещение данных в каналах распределенной памяти в соответствии с требованиями на допустимое число каналов;

  • формирование бесконфликтных структур и синтез процедур адресации и смены коммутации. 

Выделение структурной и процедурной компонент алгоритма позволяет определить минимальный базовый граф, правила его наращивания и представить прикладную задачу в виде индуктивной программы. Эта программа может быть выполнена при любом сочетании базовых модулей суперкомпьютера. Параметрами индуктивной программы являются количество базовых модулей и их сочетания. Трансляция задачи в машинные коды (команда настройки макропроцессоров и коммутаторов, операторы контроллеров расширенной памяти) выполняются на заключительном этапе разработки комплекса.

 

 

Все курсы