Статья
Метод параллельного расчета коррелированной системы n-частиц на графическом процессоре
В статье рассматривается поддержка высокопроизводительных вычислений, реализуемых на сетевом вычислительном ресурсе (информационно-исследовательская система ИИС MD-Slag-Melt»), позволяющем исследовать структуру и свойства многокомпонентных шлаковых расплавов методами компьютерного моделирования, в том числе методом молекулярной динамики.
Авторами разработан ряд методов для поддержки параллельных вычислений, которые используют модель неоднородных дескрипторов для распределенного МД-моделирования коррелированной системы N-частиц.
The model of distributed calculators makes it possible a parallel calculation of the correlated N-particle system with a complex multi-particle interaction (long-range ionic and short-range repulsive, two- and three-particle covalent interactions) with MPI and CUDA technologies. The computational model is based on the mathematical model of heterogeneous descriptors developed by the authors, that allows shift the focus from the describing the physical interactions in the system to the description of data flow between the descriptors. The results of computer experiments, which compare the time of the simulation on the cluster of 16 calculators and GPU NVIDIA are given. The model of distributed calculators was being tested with the software package of RIS «MD-SLAG-MELT»
Одной из важнейших задач при разработке автоматизированных систем научных исследований (АСНИ) является обеспечение приемлемого быстродействия вычислительных машин и обеспечение их эффективной работы. В статье рассмотрен алгоритм, реализующий разделение задач между процессорами подсистемы распределенного молекулярно-динамического моделирования информационно-исследовательской системы "Шлаковые расплавы". Предложена методика оптимизации данного алгоритма, произведена оценка эффективности и расчет ускорения предложенного решения.
Содержит материалы докладов, посвященных высокопроизводительным параллельным вычислениям на кластерных системах применительно к науке, образованию и промышленности
Пылевые частицы могут приобретать кинетическую энергию порядка 10 эВ и более, что значительно превышает температуры ионов и электронов в разряде, а также температуру вещества пылевой частицы. Число пылевых частиц в лабораторных экспериментах может составлять сотни или даже десятки. Это приводит к вопросу о соответствии средней кинетической энергии пылевых частиц понятию «температура». Асимметрия сил, определяющих движение пылевых частиц, приводит к особым механизмам передачи энергии между степенями свободы и ещё более усложняет понятие «температуры» для системы пылевых частиц в плазме. Вопрос применимости понятия «температуры» системе пылевых частиц рассматривается в данной статье.
Труды содержат доклады, представленные учеными из России, Украины, Белоруссии, Казахстана, Эстонии, Узбекистана, Германии, Польши, посвященные актуальным проблемам радиационной физики твердого тела (влияние радиации на физико-химические свойства и структуру металлических, полупроводниковых и диэлектрических материалов, влияние факторов космического пространства на свойства конструкционных и функциональных материалов и покрытий космических аппаратов, радиационно-технологические методы получения материалов, в частности наноматериалов, модифицирования и обработки материалов с целью улучшения их эксплуатационных свойств, создание и получение экологически чистых материалов с низкой наведенной радиоактивностью и др.).
Труды содержат доклады, представленные специалистами из России, Украины, Белорусии, Казахстана, Узбекистана, Германии, Великобритании, Польши по направлениям:«Радиационная физика металлов», «Радиационная физика неметаллических материалов», «Физические основы радиационной технологии» и посвященные разнообразным проблемам радиационной физики твердого тела (процессы прохождения заряженных и нейтральных частиц, рентгеновского и гамма-излучений через вещество, электрон-атомные, атом-атомные, ион-атомные и др. столкновения в твердых телах, ориентационные явления при взаимодействии высокоэнергетических частиц с твердым телом, радиационно-индуцированные и радиационно-стимулированные явления в твердых телах и др.).
Высокопроизводительные вычисления завоевывают все более прочные позиции при решении разного рода задач (в том числе задач, в которых применяются методы имитационного моделирования), используя ресурсы нескольких исполнителей для выполнения вычислений. Основная цель использования этих средств – оптимизация времени вычислений. Однако гетерогенность исполнителей (вычислительные узлы имеют разную производительность, линии связи между узлами обладают разной пропускной способностью), гетерогенность самого параллельного приложения (приложение представляет собой совокупность логических процессов, расположенных на разных вычислительных узлах и взаимодействующих посредством посылки сообщений друг другу) приводит к возникновению дисбаланса нагрузки на вычислительных узлах. В результате выигрыш от использования нескольких исполнителей при выполнении вычислений сводится к нулю. Для того, чтобы избежать нежелательных последствий дисбаланса используют специальное программное обеспечение, реализующее алгоритм балансировки. Алгоритм балансировки предназначен для равномерного распределения нагрузки на вычислительные узлы. Если на каком-нибудь вычислительном узле нагрузка превышает допустимую, то, следуя алгоритму балансировки, часть нагрузки переносят на другой, менее загруженный узел. При этом следует учитывать затраты приложения на коммуникацию между вычислительными узлами. В настоящей работе в качестве приложения рассматривается распределенная система имитации (Triad.Net) рассматривать балансировку применительно к распределенной имитационной модели). Распределенная модель представляет собой совокупность объектов, функционирующих на различных вычислительных узлах и взаимодействующих путем посылки сообщений друг другу (реализована с применением технологии .Net).
Издание включает материалы Х Всероссийской научно-практической конференции, посвященной вопросам развития информационной научно-образовательной среды как на федеральном и региональном уровнях, так и на уровне вуза, общеобразовательной школы и т. д.
Тематика сборника: информационные системы управления, высокопроизводительные вычисления, электронное обучение, электронные библиотеки и электронные библиотечные системы, цифровые образовательные ресурсы, образовательные интернет-порталы, подготовка ИТ-специалистов и др.
Журналы событий, сохраняемые современными информационными и техническими системами, как правило, содержат достаточно данных для автоматизированного восстановления моделей соответствующих процессов. Разработано множество алгоритмов для построения моделей процессов, проверки соответствия фактического поведения системы модельному, сравнения моделей процессов, и т.д. Однако возможность быстрого анализа выбираемых пользователями частей журнала до сих пор не нашла полноценной реализации. В статье описан метод многомерного хранения журналов событий для извлечения и анализа процессов, основанный на подходе ROLAP. Результатом анализа журнала является направленный невзвешенный граф, представляющий собою сумму возможных последовательностей событий, упорядоченных по вероятности их возникновения с учетом заданных условий. Разработанный инструмент позволяет выполнять совместный анализ моделей подпроцессов, восстановленных из частей журнала путем задания критериев отбора событий и требуемого уровня детализации модели.
В сборнике представлены тезисы докладов участников XIX Международной студенческой конференции-школы-семинара «Новые информационные технологии», состоявшейся в мае 2011 года.
Сборник состоит из двух разделов. Первый раздел сборника включает пленарные доклады ведущих специалистов. Второй раздел содержит тезисы докладов студентов и аспирантов, учащихся техникумов и колледжей, участвовавших в работе школы-семинара.
В данной работе рассматривается пятое уравнение Пенлеве, которое имеет 4 комплексных параметра. Методами степенной геометрии ищутся асимптотические разложения его решений в окрестности его неособой точки z=z0, z0≠0, z0≠∞, при любых значениях параметров уравнения. Показано, что имеется ровно 10 семейств разложений решений уравнения. Все они - по целым степеням локальной переменной z - z0. Из них одно новое; у него произвольный коэффициент при четвертой степени локальной переменной. Одно из семейств однопараметрическое, остальные - двухпараметрические. Доказано, что все разложения сходятся в окрестности (а являющиеся полюсами - в проколотой окрестности) точки z=z0.
В учебном пособии рассматриваются базовые вопросы компьютерной лингвистики: от теории лингвистического и математического моделирования до вариантов технологических решений. Дается лингвистическая интерпретация основных лингвистических объектов и единиц анализа. Приведены сведения, необходимые для создания отдельных подсистем, отвечающих за анализ текстов на естественном языке. Рассматриваются вопросы построения систем классификации и кластеризации текстовых данных, основы фрактальной теории текстовой информации.
Предназначено для студентов и аспирантов высших учебных заведений, работающих в области обработки текстов на естественном языке.
В данной работе рассматривается пятое уравнение Пенлеве, которое имеет 4 комплексных параметра α, β, γ, δ. Методами степенной геометрии ищутся асимптотические разложения его решений при x → ∞. При α≠0 найдено 10 степенных разложений с двумя экспоненциальными добавками каждое. Шесть из них - по целым степеням x (они были известны), и четыре по полуцелым (они новые). При α=0 найдено 4 однопараметрических семейства экспоненциальных асимптотик y(x) и 3 однопараметрических семейства сложных разложений x=x(y). Все экспоненциальные добавки, экспоненциальные асимптотики и сложные разложения найдены впервые. Также уточнена техника вычисления экспоненциальных добавок.
В данной работе рассматривается пятое уравнение Пенлеве. Методами степенной геометрии ищутся асимптотические разложения его решений при x → 0. Получено 27 семейств разложений решений уравнения. 19 из них получены из разложений решений шестого уравнения Пенлеве. Среди остальных 8 семейств одно было известно раньше, ещё одно может быть получено из разложения решения третьего уравнения Пенлеве. Новыми являются 3 семейства полуэкзотических разложений, 2 семейства сложных разложений и семейство степенно-логарифмических разложений.