Факультет радиофизики и электроники кафедра информатики исследование эффективности реализации численных методов на кластерах персональных ЭВМ




Скачать 429.85 Kb.
НазваниеФакультет радиофизики и электроники кафедра информатики исследование эффективности реализации численных методов на кластерах персональных ЭВМ
страница1/11
Дата21.01.2013
Размер429.85 Kb.
ТипИсследование
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11


МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ


Факультет радиофизики и электроники


КАФЕДРА ИНФОРМАТИКИ


ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РЕАЛИЗАЦИИ ЧИСЛЕННЫХ МЕТОДОВ НА КЛАСТЕРАХ ПЕРСОНАЛЬНЫХ ЭВМ


Магистерская работа студента
Северина Андрея Александровича


Руководитель:

Шпаковский Г.И.,

к.т.н., доцент кафедры информатики

Рецензент:

Шестаков К.М.

к.т.н.,

доцент кафедры интеллектуальных систем

Допустить к защите:

заведующий кафедрой информатики,

профессор С.Г.Мулярчик


«____» «_____________ » 2005 года


Минск, 2005

Содержание


Введение 4

ГЛАВА 1. Технология параллельного программирования 6

1.1 Классификация архитектур параллельных ЭВМ 6

1.2. Кластеры персональных ЭВМ 10

1.3. Интерфейс параллельного программирования 13

ГЛАВА 2. Эффективность реализации численных методов 16

2.1 Метод формульного анализа масштабируемости (ФАМ) 16

2.1. Эффективность параллельных алгоритмов 19

Заметим также, что отношение вычислительных затрат к коммуникационным и соответственно ускорение будет выше для вычислительных систем с медленными процессорами (больше время вычислительной работы) и быстрой коммуникационной сетью. 22

ГЛАВА 3. Решение задач линейного программирования 23

3.1. Постановка задачи линейного программирования 23

3.2. Двойственность задач линейного программирования 27

3.3. Постановка транспортной задачи 29

3.4. Общая схема программы 32

3.5. Генерирование исходных данных 34

3.6. Последовательный алгоритм 36

3.7. Параллельный алгоритм 42

3.8. Проверка эффективности работы программы 48

Список литературы 53

Приложение 54

Введение



На сегодняшний момент сфера применения компьютеров безгранична и с каждым днем расширяется все быстрее и быстрей. Человечество использует компьютер практически во всех сферах своей деятельности. Создается впечатление, что их (компьютеров) возможности и полезность безграничны. Но в то же время быстро повышаются требования к компьютеру. Значительные вычислительные затраты необходимы при решении задач цифровой обработки данных, распознания, оптичизации.

В экономике оптимизационные задачи возникают в связи с необходимостью разработки планов предприятий, отраслей или народного хозяйства на кратко-, средне- или долгосрочный периоды времени. Задача оптимизации производства для предприятия ставится в форме максимизации выручки или прибыли при заданных ассортименте выпускаемой продукции и ограничениях на имеющиеся запасы ресурсов (сырье, оборудование, труд, производственные площади и др.). Задача может ставиться и в форме минимизации затрат при выпуске заданных объемов продукции несколькими способами производства. Оптимизационные задачи могут быть поставлены не только для предприятий реального сектора экономики, но также и для торговли, банковской и страховой деятельности. Причем время, отведенное на решение таких задач, очень критично.

Существует два основных пути увеличения производительности вычислительных систем. Это совершенствование элементарной базы (таким образом, у компьютера повышается тактовая частота работы процессора) или использование параллельных вычислений. И при необходимости решить какую-либо задачу все чаще предпочтение отдается второму способу.

Причем создание параллельной системы на базе обычных компьютеров будет значительно дешевле использования компьютеров с повышенной тактовой частотой. Очевидно, что использование таких параллельных систем при решении каких-либо задач экономически обосновано.

Кластеры относятся к классу параллельных систем с распределенной памятью. Узким местом кластеров является скорость взаимодействия отдельных узлов, так как привлекается наиболее распространенное и дешевое коммуникационное оборудование (Fast Ethernet). Fast Ethernet использует общую среду передачи данных и обладает не очень большой пропускной способностью (в сравнении со скоростью обработки данных современными процессорами). Поэтому круг задач, решаемых на подобных системах, ограничивается задачами с небольшим числом обменов по сравнению с количеством вычислений. Неоспоримым преимуществом подобных систем является их относительная дешевизна и фактическое наличие больших компьютерных классов во многих учебных заведениях. Для программирования на таких системах применяются системы передачи сообщений, в которых отдельные компьютеры взаимодействуют посредством передачи и приема данных.

При создании численного алгоритма, решаемого на параллельной системе, основным показателем эффективности является масштабируемость. Для кластеров под масштабируемостью понимается уменьшение время работы алгоритма при увеличении количества узлов кластера. Диапазон масштабирования – максимальное количество процессоров, при котором коэффициент утилизации остается на приемлемом уровне.

Актуальным является исследование эффективности реализации численных методов на кластерах персональных ЭВМ. И поэтому целью моей работы стала разработка параллельных алгоритмов решения транспортной задачи линейного программирования и анализ эффективности реализации данного метода на параллельной системе.

  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

Похожие:

Факультет радиофизики и электроники кафедра информатики исследование эффективности реализации численных методов на кластерах персональных ЭВМ iconФакультет радиофизики и электроники Кафедра информатики разработка системы удалённого управления вычислительным кластером
Объектом работы являются вопросы создания системы удалённого управления вычислительным кластером. Цель работы – создание системы...
Факультет радиофизики и электроники кафедра информатики исследование эффективности реализации численных методов на кластерах персональных ЭВМ iconРадиофизический факультет
Наряду с классическими подходами, весьма перспективно осуществлять решение задач исследование операций на основе численных методов...
Факультет радиофизики и электроники кафедра информатики исследование эффективности реализации численных методов на кластерах персональных ЭВМ iconИсследование гибридных компьютерных технологий, основанных на сопряжении методов компьютерной алгебры и численных методов
Учреждение Российской академии наук Институт проблем механики им. А. Ю. Ишлинского ран
Факультет радиофизики и электроники кафедра информатики исследование эффективности реализации численных методов на кластерах персональных ЭВМ iconАрхитектура персональных компьютеров ibm pc
Эвм и мини ЭВМ. Это стало предметом серьезного беспокойства фирмы ibm (International Bussines Machines Corporation) ведущей компании...
Факультет радиофизики и электроники кафедра информатики исследование эффективности реализации численных методов на кластерах персональных ЭВМ iconИмени н. Г. Чернышевского кафедра радиофизики и нелинейной динамики
Применение ЭВМ в научных исследованиях для специальности 014200 биохимическая физика
Факультет радиофизики и электроники кафедра информатики исследование эффективности реализации численных методов на кластерах персональных ЭВМ icon«Российский экономический университет им. Г. В. Плеханова» Факультет информатики Кафедра информатики
БД. Рассматриваются экономические и технологические характеристики процессов в информационных системах
Факультет радиофизики и электроники кафедра информатики исследование эффективности реализации численных методов на кластерах персональных ЭВМ iconСистема подготовки специалистов по компьютерной безопасности в белорусском государственном университете
Белорусский государственный университет с 2002г ведёт подготовку специалистов с высшим образованием по новой специальности r 98 01...
Факультет радиофизики и электроники кафедра информатики исследование эффективности реализации численных методов на кластерах персональных ЭВМ iconТема: «Интеграл» (заключительный урок) 11 кл
Развивать интерес к предмету. Апробировать современные подходы в обучении. Способствовать выработке у учащихся инженерного подхода...
Факультет радиофизики и электроники кафедра информатики исследование эффективности реализации численных методов на кластерах персональных ЭВМ iconКонкурс бакалавров, магистров, аспирантов и молодых ученых Полуфинал конкурса умник
Факультет физической и квантовой электроники, Кафедра прикладных информационных технологий
Факультет радиофизики и электроники кафедра информатики исследование эффективности реализации численных методов на кластерах персональных ЭВМ iconПриказ Высшей аттестационной комиссии Республики Беларусь от 23 августа 2007 г. №138 цели
Целью изучения дисциплины является обеспечение необходимого минимума современных знаний по теории математического моделирования на...
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница