Способы организации параллельных вычислений в задачах математического моделирования шахтных вентиляционных сетей

• Автор: Молдованова, Ольга Владимировна

СОДЕРЖАНИЕ
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
РАЗДЕЛ 1. АНАЛИЗ РАБОТ В ОБЛАСТИ МОДЕЛИРОВАНИЯ ШАХТНЫХ ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ СЕТЕЙ КАК ДИНАМИЧЕСКИХ СИСТЕМ С РАСПРЕДЕЛЁННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ
1.1. Краткая характеристика сетевых динамических объектов с распределёнными параметрами. Постановка задачи моделирования
1.2. Этапы моделирования СДОРП
1.3. Анализ языков моделирования динамических систем
1.4. Моделирующие среды
1.5. Требования к перспективным средствам моделирования
1.6. Задачи исследований 32 РАЗДЕЛ 2. СТРУКТУРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ
МОДЕЛИРУЮЩЕЙ СРЕДЫ ДЛЯ ШАХТНЫХ ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ СЕТЕЙ
2.1. Определение проблемно ориентированной параллельной моделирующей
среды
2.2. Требования к среде со стороны СДОРП и пользователей предметных областей
2.3. Сервисные функции ПОПМС, предоставляемые пользователям и
разработчикам моделей СДОРП
2.4. Декомпозиция ПОПМС на компоненты
2.5. Выводы
РАЗДЕЛ 3. АЛГОРИТМЫ ГЕНЕРИРОВАНИЯ МОДЕЛЬНЫХ УРАВНЕНИЙ
3.1. Постановка задачи
3.2. Методы аппроксимации уравнений СДОРП
3.3. Алгоритм генерирования уравнений для метода прямых
3.4. Модификация топологического анализатора
3.5. Имплементация и экспериментальные исследования генератора уравнений
для метода прямых
3.6. Выводы
РАЗДЕЛ 4. РАЗРАБОТКА РЕШАТЕЛЕЙ УРАВНЕНИЙ ДЛЯ ПРОБЛЕМНО ОРИЕНТИРОВАННОЙ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ МОДЕЛИРУЮЩЕЙ СРЕДЫ
4.1. Постановка задачи. Этапы разработки решателей. Определения
4.2. Минимальная гранулярность МЕУГО-процессов и виртуальная параллельная

модель СДОРП
4.3. Девиртуализация: этапы, уровни распараллеливания
4.3.1. Этапы девиртуализации
4.3.2. Подходы к распараллеливанию
4.4. Априорный анализ виртуальных параллельных моделей по уровням распараллеливания
4.5. Уровень 1: одно уравнение - один процесс. Минимальная гранулярность
4.5.1. Загрузка виртуальных процессов
4.5.2. Соотношение между объёмами вычислительных и вспомогательных операций
4.5.3. Схема связи между виртуальными процессами
4.5.4. Соотношение «процесс - процессор» при отображении на виртуальную и целевую параллельные архитектуры
4.6. Уровень 2: один элемент ветви (2 уравнения) - один процесс
4.6.1. Равномерность загрузки процессов
4.6.2. Соотношение между объёмами вычислительных и вспомогательных операций
4.6.3. Схема связи между виртуальными процессами
4.6.4. Соотношение «процесс - процессор» при отображении на виртуальную и целевую параллельные архитектуры
4.7. Уровень 3: одна ветвь - один процесс
4.7.1. Равномерность загрузки процессов
4.7.2. Соотношение между объёмами вычислительных и вспомогательных операций
4.7.3. Схема связи между виртуальными процессами
4.7.4. Соотношение «процесс - процессор» при отображении на виртуальную и целевую параллельные архитектуры
4.8. Уровень 4: подграф сетевого объекта - один процесс
4.8.1. Равномерность загрузки виртуальных процессов
4.8.2. Соотношение между объёмами вычислительных и обменных операций
4.8.3. Соотношение «процесс - процессор»
4.9. Выбор численных методов, дискретная форма виртуальной параллельной
модели
4.10. Выводы 11^
РАЗДЕЛ 5. СЕРВИСНЫЕ КОМПОНЕНТЫ, РЕАЛИЗАЦИЯ И

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОПМС
5Л. Имплементация и исследования последовательного решателя уравнений
5.2. Имплементация и исследования параллельных решателей уравнений
5.3. Сервисные компоненты
5.4. Архитектура пользовательского интерфейса ПОПМС
5.5. HTML-формы
5.6. Работа с ПОПМС
5.7. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Приложение А. Входные данные и результаты работы топологического
анализатора и генератора уравнений
Приложение Б. Результаты работы решателя уравнений
Приложение В. Протоколы соединения с параллельными ресурсами

► проблемно ориентированной параллельной моделирующей средой для динамических сетевых объектов с распределёнными параметрами называется системная организация общего функционирования аппаратных ресурсов, системного и моделирующего программного обеспечения, поддерживающих все этапы построения и использования параллельных моделей на основе новых информационных технологий.
Проблемная ориентация моделирующей среды заключается в дружественном для пользователя описании объекта моделирования, в специфическом представлении результатов моделирования, в выборе эффективных способов визуализации результатов моделирования и в общем построении пользовательского интерфейса. Структура ПОПМС приведена на рис. 2.2.
К аппаратным средствам ПОПМС относятся вычислительные системы М1МБ-архитектур, а также персональные ЭВМ, объединенные в параллельно функционирующую группу, называемую кластером, по МШЮ-принципу. Доступ к аппаратным ресурсам осуществляется с рабочих мест, которые являются мощными персональными ЭВМ, с помощью сетевых технологий. Периферийные устройства предназначены для визуализации и документирования на различных этапах моделирования. Веб-сервер позволяет реализовать веб-базированный подход в моделировании в проблемно ориентированной моделирующей среде.
Системное программное обеспечение ПОПМС состоит из параллельных операционных систем М1МБ-ориентации, параллельных систем программирования, распределенных операционных систем сетевой поддержки и системных средств обеспечения работы периферийного оборудования.
Моделирующее программное обеспечение (МПО) имеет следующие основные составные части: МПО для моделирования СДОРП, МПО обеспечения визуализации и база данных моделей и их параметров.
В среде нужно также выделить подсистему диалога с пользователем, имеющую системно- и модельно-ориентированные части.