Алгоритмы и программный инструментарий для гибридных супер-ЭВМ в задачах обнаружения подземных полостей и анализа генетических данных

• Автор: Якименко, Александр Александрович
• Шифр специальности: 05.13.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 108 с. : ил.

Оглавление
Введение
1 Проблема инспекции на месте. Обзор методов и средств решения задач моделирования сейсмических волн. Подходы к реализации перестановочного теста в задачах генетики

1.1 Общие сведения

1.2 Проблема инспекции на месте

1.3 Подходы к решению задач моделирования сейсмических волновых полей

1.4 Проблема перестановочного теста в анализе биологических данных

1.5 Характеристики используемых вычислительных средств

1.6 Выводы

2. Задача моделирования сейсмических волновых полей в

сложнопостроенных средах

2.1 Постановка двумерной задачи моделирования сейсмических волновых полей
2.2 Программный комплекс для моделирования сейсмических волновых полей в трехмерных сложнопостроенных средах
2.2.1 Требования к реализации и общая характеристика
программного комплекса
2.2.3 Построитель ЗБ модели неоднородной сложно построенной упругой среды
2.2.4 Программа для моделирования волновых полей в ЗБ
неоднородных упругих средах
2.2.5 Верификация построителя моделей

2.2.6 Оценка времени работы программы
2.3 Выводы
3 Задача обнаружения и локализации кавернозных зон в проблеме ИнМ
3.1 Постановка задачи
3.2 Вычислительная технология и средства моделирования
3.3 Результаты численных экспериментов
3.4 Технология вибрационного просвечивания земной коры
3.4.1 Результаты регистрации и измерения абсолютных уровней
колебаний от вибратора ЦВ-
3.4.2 Результаты регистрации и измерения абсолютных уровней
колебаний от вибратора ЦВ-
3.4.3 Преимущества подхода и итоги выполнения работ
3.5 Выводы
4 Применение информационно-вычислительных технологий в задачах генетического анализа. Опыт реализации перестановочного теста на графическом процессоре
4.1 Обзор проблемы и подход к решению
4.2 Методика решения задачи
4.3 Алгоритм перестановочного теста для последовательной версии на языке С
4.4 Реализация на графическом процессоре
4.5 Производительность параллельной и последовательной версий программ
4.6 Выводы
Заключение
Список использованных источников
Приложение А. Акты о внедрении
Приложение В. Свидетельство регистрации программы

вместо «декартовой» имеет смысл использовать топологию «граф», что позволит гибко устанавливать связи между соседними узлами и выделять группы процессов для расчета, например, граничных слоев.
Также может быть использована и другая сетевая топология. В случае использования гибридной реализации необходимо определить три понятия масштабируемости. SingleGPU performance (сильная масштабируемость в рамках одного GPU) - уменьшение времени счета одного шага одной и той же задачи при использовании большего числа графических ядер. MultiGPU performance (слабая масштабируемость при использовании многих GPU) -сохранения времени счета одного шага одного и того же объема задачи при одновременном увеличении количества GPU-ускорителей. FFTW performance (сильная масштабируемость при использовании библиотеки FFTW) -уменьшение времени счета одного шага одной и той же задачи при использовании большего числа процессоров или ядер.
2.2.3 Построитель 3D модели неоднородной сложно построенной упругой среды
Для проведения численного расчета по представленной методике необходимо иметь трехмерную сеточную модель исследуемой среды. В настоящее время существуют программные средства, позволяющие задавать сеточные 3D модели упругих сред, но они, в своем большинстве находятся в составе больших систем [34-36]. В некоторых случаях их использование не возможно, по причине их отсутствия или неприспособленности к заданию специфических геометрических структур исследуемых объектов с произвольными параметрами: плотность и модули упругой среды. Поэтому для выполнения данной работы был создан специализированный построитель трехмерных моделей неоднородных упругих сред. Данный инструментарий применяется для построений различных моделей упругих сред, в том числе сред, характерных для кавернозных сред [37-41]. С его