АРХИТЕКТУРА ПАРАЛЛЕЛЬНОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ СИМУЛЯЦИИ МНОГОМЕРНЫХ ЗАДАЧ

  • Андрей Евгеньевич Краснов Государственный научно-исследовательский институт информационных технологий и телекоммуникаций
  • Евгений Николаевич Надеждин Государственный научно-исследовательский институт информационных технологий и телекоммуникаций
  • Дмитрий Николаевич Никольский Государственный научно-исследовательский институт информационных технологий и телекоммуникаций

Аннотация

Рассмотрена архитектура параллельного программного обеспечения, построенная на основе шаблона проектирования «Мост», и предназначенная для симуляции многомерных задач (сетевой динамики, сжатия многомерных данных, распознавания образов). Архитектура основана на объектно-ориентированном подходе в программировании и использовании шаблонов проектирования. Создается иерархия классов, реализующих методы для самых разнообразных решателей. Для параллельного программирования на кластере процессоров Intel Core i5-2300 и графических процессоров GM206 используются карты (NVidia Geforce GTX 950) MPI- и CUDA-технологии. Приведены примеры решения некоторых многомерных задач: сетевой динамики, сжатия данных, распознавания образов.

Сведения об авторах

Андрей Евгеньевич Краснов, Государственный научно-исследовательский институт информационных технологий и телекоммуникаций

доктор физико-математических наук, профессор, главный научный сотрудник

Евгений Николаевич Надеждин, Государственный научно-исследовательский институт информационных технологий и телекоммуникаций

доктор технических наук, профессор, главный научный сотрудник

Дмитрий Николаевич Никольский, Государственный научно-исследовательский институт информационных технологий и телекоммуникаций

кандидат физико-математических наук, доцент, ведущий научный сотрудник

Литература

1. Kalachev A.A., Krasnov A.E., Nadezhdin E.N., Nikol'skiy D.N., Repin D.S. Geterogennaya mnogosvyaznaya set' aktivnykh elementov. Innovatsionnye, informatsionnye i kommunikatsionnye tekhnologii // Sbornik trudov XIII Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii. / Pod red. S.U. Uvaysova. – M.: Assotsiatsiya vypusknikov i sotrudnikov voenno-vozdushnoy inzhenernoy akademii im. prof. Zhukovskogo, 2016, S. 277-279.
2. Kalachev A.A., Krasnov A.E., Nadezhdin E.N., Nikol'skiy D.N., Repin D.S. Model' geterogennoy seti dlya simulyatsii neyrodinamicheskikh zadach. // Sovremennye informatsionnye tekhnologii i IT-obrazovanie. 2016, Tom 12, №1. S. 80–90. (ISSN 2411-1473).
3. Krasnov A.E., Krasnikov S.A., Chernov E.A. Method of the compression of phase portraits of generalized spectral data for solving their clustering and recognition // In math. of International Scientific-Practical Conference «Innovative Information Technologies» (Prague, 21–25 april 2014), 2014, Volume 2, section 2. – M.: HSE, P. 664–670.
4. Krasnov A.E., Nikol'skiy D.N., Kalachev A.A. Snizhenie razmernosti spektral'nykh dannykh neyropodobnym algoritmom // Svidetel'stvo o gosudarstvennoy registratsii programmy dlya EVM, Rossiyskaya federatsiya, № 2017612195, 2017.
5. Nikol’skii D. N. Mathematical simulation of the evolution of a liquid-liquid interface in piecewise inhomogeneous layers of complex geological structure // Computational Mathematics and Mathematical Physics. June 2013, Volume 53, Issue 6, P. 858–865. doi:10.1134/S0965542513060146.
6. Nikol’skii D. N. Three-dimensional evolution of the boundary of a polluted area in a bounded piecewise homogeneous porous material // Computational Mathematics and Mathematical Physics. May 2011, Volume 51, Issue 5, P. 855–861. doi:10.1134/S0965542511050125.
7. Krasnov A.E., Krasnikov S.A., Kompanets I.N. Correlation-statistical methods of distinguishing complicated and noisy spectra // Journal of Optics A: Pure and Applied Optics. 2002, Volume 4, № 3. P. 329 – 337.
8. Krasnov A.E., Golovkin M.E. Metody vydeleniya invariantnykh priznakov izobrazheniy // Aktual'nye problemy sovremennoy nauki. 2016, №4 (89), P. 209–212.
9. Krasnov A.E., Nadezhdin E.N., Nikol'skiy D.N., i dr. Neyrosetevoy podkhod k otsenivaniyu effektivnosti funktsionirovaniya organizatsii na osnove agregirovaniya pokazateley ee deyatel'nosti // Informatizatsiya nauki i obrazovaniya. Yanvar' 2017, №1, S. 141–154.
10. Gamma E., Khelm R., Dzhonson R., Vlissides Dzh. Priemy ob"ektno-orientirovannogo proektirovaniya. – St. Peterburg: SPb. Piter, 2016. – 366 s.
11. Bjarne S. The C++ Programming Language, - 4th Edition. Addison-Wesley, 2013. –1368 p.
12. Scott M. Effective Modern C++: 42 Specific Ways to Improve Your Use of C++11 and C++14. O'Reilly Media, 2014. 384 p.
13. Pu C.-L., Pei W.-J., Michaelsond A. Robustness analysis of network controllability // Physica, 2012, A 391. P. 4420–4425.
14. Izhikevich E.M. Dynamical Systems in Neuroscience: The Geometry of Excitability and Bursting // Cambridge. Massachusetts. London. England: The MIT Press, 2007. – 497 р.
15. Klingspor M. Hilbert transform: Mathematical theory and applications to signal processing // LiTH - MAT - EX, 2015. – 76 p.
16. Krasnov A.E., i dr. Osnovy spektral'noy komp'yuternoy kvalimetrii zhidkikh sred / Pod redaktsiey prof. Krasnova A.E. - M: «Yurisprudentsiya», 2006. - 264 p.
17. Kazakov K.V., Kalachev A.A., Krasnov A.E., Nikol'skiy D.N., Shevelev S.A. Sravnenie effektivnostey razlicheniya signalov na fone sil'nykh pomekh na osnove mnogokriterial'noy i neyrosetevoy tekhnologiy. Innovatsionnye, informatsionnye i kommunikatsionnye tekhnologii // Sbornik trudov XIII Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii. / Pod red. S.U. Uvaysova. – Moskva: Assotsiatsiya vypusknikov i sotrudnikov voenno-vozdushnoy inzhenernoy akademii im. prof. Zhukovskogo, 2016,. S. 257–259.
Опубликована
2017-05-30
Как цитировать
КРАСНОВ, Андрей Евгеньевич; НАДЕЖДИН, Евгений Николаевич; НИКОЛЬСКИЙ, Дмитрий Николаевич. АРХИТЕКТУРА ПАРАЛЛЕЛЬНОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ СИМУЛЯЦИИ МНОГОМЕРНЫХ ЗАДАЧ. Международный научный журнал «Современные информационные технологии и ИТ-образование», [S.l.], v. 13, n. 1, p. 49-58, may 2017. ISSN 2411-1473. Доступно на: <http://sitito.cs.msu.ru/index.php/SITITO/article/view/202>. Дата доступа: 24 sep. 2017
Раздел
Параллельное и распределенное программирование, грид-технологии