Комплекс программ, реализующий параллельные алгоритмы

• Автор: Заооль Иззедин
• Шифр специальности: 05.13.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 96 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ

1.1. Параллельность в работе компьютера

1.2. Управление параллельным компьютером

1.3. Архитектура функциональная арифметика и геометрическая интерпретация задач

ГЛАВА II. ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ЗАДАЧИ ПРИ РЕШЕНИИ СИСТЕМ

ЛИНЕЙНЫХ АЛГЕБРАИЧЕСКИХ УРАВНЕНИЙ

2.1. Постановка задачи

2.2. Степень отображения

2.3. Применение степени отображения для решения системы уравнений.

2.4. Алгоритм обнаружения неподвижной точки.
ГЛАВА III МЕТОД ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ИНТЕРПРЕТАЦИИ ДЛЯ РЕШЕНИЯ СИСТЕМ
НЕЛИНЕЙНЫХ УРАВНЕНИЙ.
3.1. Идея метода.
3.2. Решение системы на многопроцессорном компьютере.
3.3. Алгоритм решения
3.3.1. Решение системы из трех уравнений на персональном компьютере
ГЛАВА IV. КОМПЬЮТЕРНЫЙ КОМПЛЕКС НА ПЕРСОНАЛЬНОМ КОМПЬЮТЕРЕ ДЛЯ
РЕШЕНИЯ СИСТЕМЫ ИЗ ТРХ НЕЛИНЕЙНЫХ УРАВНЕНИЙ.
4.1. Случай квадратных уравнений
4.2. Случай произвольных нелинейных уравнений.
ГЛАВА V. ПРИМЕНЕНИЯ КОМПЬЮТЕРНОГО КОМПЛЕКСА
5.1. Определение предельного дебита фонтанирующей скважины при течении
двухфазной жидкости
5. . . Постановка задачи.
5.1.2. Решение задачи с помощью компьютерной системы.
5.1.3. Руководство пользователю для решения задачи о фонтанирующей скважине.
ЛИТЕРАТУРА


Решение задачи с помощью компьютерной системы. Руководство пользователю для решения задачи о фонтанирующей скважине. ПРИЛОЖЕНИЕ 1. В настоящее время большой интерес представляет собой использование многопроцессорных систем. Однако, уже понятно, что при использовании таких систем камнем преткновения становится возможность так называемого «распараллеливания алгоритмов» для программирования на многопроцессорной структуре. Последовательные алгоритмы, используемые при работе на однопроцессорных компьютерах, не всегда приспособлены для такого распараллеливания. В последнее время получил распространение метод геометрической интерпретации задач, при котором использование многопроцессорной структуры становится более эффективным. Истоки этого метода связаны с архитектурой многопроцессорной машины М-, предназначавшейся для обработки радиолокационной информации. При программировании на этой машине впервые использовался метод геометрической интерпретации задачи. В настоящей работе предлагаются алгоритмы для решения систем нелинейных (имеются в виду не дифференциальные уравнения) уравнений с использованием геометрической интерпретации задач, рассчитанные на использование в многопроцессорных структурах. На основе этих алгоритмов создан вычислительный комплекс для решения в интерактивном режиме на персональной ЭВМ системы из трех нелинейных уравнений. В работе рассмотрено применение этого комплекса в нефтегазовой отрасли для решения задач с сильной нелинейностью. Работа состоит из пяти глав. В первой главе дается обширный обзор применения параллельных вычислений в компьютерах. Вторая глава посвящена обзору известных применений метода геометрической интерпретации задач. Третья, четвертая и пятая главы посвящены собственным результатам автора. Третья глава содержит параллельные алгоритмы решения нелинейных систем. Четвертая глава посвящена описанию программного комплекса. В пятой главе подробно описано применение программного комплекса в нефтегазовой отрасли. ГЛАВА І. Обычно в кохмпыотере сложение каждой пары чисел выполняется в виде последовательности микроопераций, таких как сравнение порядков, выравнивание порядков, сложение, мантисс, нормализация и т. И что примечательно: в процессе обработки каждой пары входных данных микрооперации задействуются только один раз и всегда в одном и том же порядке: одна за другой. Это, в частности, означает, что если первая микрооперация выполнила свою работу и передала результаты, второй, то для обработки текущей пары она больше не понадобится, и значит, она вполне может начинать обработку следующей ждущей на входе устройства пары аргументов. Исходя их этих рассуждений, конструируется устройство следующим образом. Каждую микрооперацию выделяют в отдельную часть устройства и располагают их в порядке выполнения. В первый момент времени входные данные поступают для обработки первой частью. После выполнения первой микрооперации первая часть передает результаты свой работы второй части, а сама берет новую пару. Когда входные аргументы пройдут через все этапы обработки, на выходе устройства появится результат выполнении операции []. Такой способ организации вычислений и носит название конвейерной обработки. Каждая часть устройства называется ступенью конвейера, а общее число ступеней - длиной конвейера. Предположим, что для выполнение операции сложения вещественных чисел спроектировано конвейерное устройство, состоящее из пяти ступеней, срабатывающих за один такт каждая. Приблизительно так же будет и в общем случае. Если конвейерное устройство содержит / ступеней, а каждая ступень срабатывает за одну единицу времени, то время обработки п независимых операций этим устройством доставит I + п — 1 единиц. Если это же устройство использовать в монопольном режиме (как последовательное), то время обработки будет равно /х п. В результате дли больших значений п получили ускорение почти в / раз за счет использования конвейерной обработки данных. ФиФФФ? Ь7 а,,Ьі аф» аф. Рис. Суммирование векторов С= А + В с помощью конвейерного устройства.