Комплекс программ, реализующий параллельные алгоритмы тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.11, кандидат технических наук Заооль Иззедин

• Заооль Иззедин
• кандидат технических наук
• 2006

Оглавление диссертации кандидат технических наук Заооль Иззедин

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 ТРЁХ 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.

§ 5.1.1. Постановка задачи.

§ 5.1.2. Решение задачи с помощью компьютерной системы.

§5.1.3. Руководство пользователю для решения задачи о фонтанирующей скважине.

ВЫВОДЫ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Комплекс программ, реализующий параллельные алгоритмы»

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-10, 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.

Заключение диссертации по теме «Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей», Заооль Иззедин

выводы

1. Дан подробный обзор параллелизма в компьютерной системе.

2. Изучен метод геометрической интерпретации задач, используемый при разработке новых параллельных методов решения задач на многопроцессорных компьютерах.

3. Предложен метод геометрической интерпретации для решения систем нелинейных уравнений.

4. Разработан алгоритм решения нелинейных систем с помощью многопроцессорного компьютера.

5. Создан компьютерный комплекс на персональном компьютере для решения в интерактивном режиме систем из трех нелинейных уравнений, работающий в двух разных режимах:

Режим А: решение систем квадратных уравнений;

Режим Б: решение нелинейных систем с использованием специализированных подпрограмм.

6. С помощью компьютерной системы решена задача о фонтанирующей скважине.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Заооль Иззедин, 2006 год

1. Андреев А. Н., Воеводин Вл. В., Жуматий С А. Кластеры и суперкомпьютеры — близнецы или братья? // Открытые системы. — 2000 — № 5- 6. - С. 9 -14.

2. Андрианов А. Н., Бугеря А. Б., Ефимкин К. Н., Звдыхайло И. Б. Норма. Описание языка. Рабочий стандарт / Препринт ИПМ им. М. В. Келдыша РАН. 1995. -№ 120. —50 с.

3. Антонов А. С, Воеводин Вл. В. Эффективная адаптация последовательных программ для современных векторно-конвейерных и массивно-параллельных супер-ЭВМ // Программирование. — 1996. —№ 4. — С. 37—51.

4. Васильев Ф. П. Численные методы решения экстремальных задач. — М.: Наука, 1988. —430 с.

5. Воеводин В. В. Вычислительные основы линейной алгебры. — М.: Наука, 1977. —304 с.

6. Воеводин В. В. Информационная структура алгоритмов. — М.: МГУ, 1997. -139 с.

7. Воеводин В. В. Компьютерная революция и вычислительная математика // Математика и кибернетика. — М.: Знание. — 1988. — Вып. 3. — 47 с

8. Воеводин В. В. Массивный параллелизм и декомпозиция алгоритмов // ЖВМ и МФ. 1995,- Т. 35. № 6. - С. 988-996.

9. Воеводин В. В. Математические модели и методы в параллельных процессах, — М.: Наука, 1986. —296 с

10. Воеводин В. В. Математические основы параллельных вычислений.— М.: МГУ, 1991 -345 с.

11. Воеводин В. В. Параллельные структуры алгоритмов и программ. — М.: ОВМ АН СССР. 1987. 148 с.

12. Воеводин В. В. Полиномиальное оценивание сложности алгоритмов // ЖВМ и МФ. 1999. - Т. 39, № 6. - С. 1032-1040.

13. Воеводин В. В. Теория и практика исследования параллелизма последовательных программ // Программирование. — 1992. — № 3. — С. 38—53.

14. Воеводин В. В. Точное описание входных и выходных данных программ // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 15, Вычислительная математика и кибернетика. — 1997.— № 1. — С. 41—44.

15. Воеводин В. В. Численные методы алгебры (теория и алгоритмы). — М.: Наука, 1966. 248 с.

16. Воеводин В. В., Капитонова А. П. Методы описания и классификации архитектур вычислительных систем. — М.: МГУ. 1994. — 79 с.

17. Воеводин В. В., Краснов С А. Математические вопросы проектирования систолических массивов / Препринт ОВМ АН СССР. 1985.— № 80. —26 с.

18. Воеводин В.В. Параллельные вычисления. СПб: БХВ-Петербург. - 2002.

19. Гливенко Е.В. Заооль. И. Параллельный алгоритм решения уравнений баланс. Вопросы радиоэлектроники. Серия ЭВТ. Выпуск 1. 2005.

20. Гливенко Е.В. О взаимосвязи архитектуры многопроцессорных систем и параллельных алгоритмов. Вопросы радиоэлектроники. Серия ЭВТ. Выпуск 2. - 2003.

21. Гливенко Е.В. Параллельный процессор первичной обработки информации. М: Радио и связь. - 1992.

22. Гливенко Е.В., Заооль И. Использование персональных компьютеров для анализа параллельных алгоритмов геометрической интерпретации задач. Вопросы радиоэлектроники. Серия ЭВТ. Выпуск 1. 2005.

23. Гливенко Е.В., Заооль И. Параллельные алгоритмы решения систем нелинейных уравнений методом геометрической интерпретации.

24. Гливенко Е.В., Саблина С.М. Многопроцессорные системы и геометрическая интерпретация задач. - Информационные технологии №3.-1996.

25. Гливенко Е.В., Саблина С.М. Методы геометрической интерпретации задач. Вопросы радиоэлектроники. Серия ЭВТ. Выпуск 1. 1997.

26. Головкин Б. А. Параллельные вычислительные системы. — М.: Наука, 1980. -520 с.

27. Гэри М., Джонсон Д. Вычислительные машины и труднорешаемые задачи. — М.: Мир. 1982.-416 с.

28. Дубровин Б.А., Новиков С.П., Фоменко А.Т. Современна геометрия. -М: Наука. 1979.

29. Дымников В П. Современные проблемы моделирования отклика климатической системы на малые внешние воздействия // Труды межд. теор. конф. "Проблемы гидрометеорологии и окружающей среды на пороге XXI века". -М.: Гидрометеоиздат, 2000. С. 14-34.

30. Ершов А. П. Современное состояние теории схем программ // Проблемы кибернетики. 1973. - № 27. - С. 87-110.

31. Заооль И. Программный комплекс для решении систем нелинейных уравнений.

32. Красносельский М.А. Векторные поля на плоскости. М: ФИЗМАТГИЗ. -1963.

33. Уоллис Г. Одномерные двухфазные течения. М: Мир, 1972. - 440 с.

34. Фаддеева В. Н., Фаддеев Д.К. Параллельные вычисления в линейной алгебре // Кибернетика. — 1977. — №6. С. 28 — 40; 1982. — № 3. С. 18 — 31, 44.

35. Чен-Син Э.П., Панюшева JI.H. Методические указания к лабораторным работам по курсу «Компьютерное моделирование». Учебное пособие. РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина, Кафедра прикладной математики и компьютерного моделирования. М: 2004. - 93 с.