Статья посвящена преобразованию Фурье на нерегулярных сетках (USFFT), популярному средству анализа во многих естественнонаучных задачах. Большинство практических задач, использующих USFFT, имеют большой объем данных, что приводит к значительным вычислительным затратам. В данной работе предложена реализация алгоритма USFFT, использующая такие особенности современных центральных процессоров как параллелизм и наличие большого кэша данных. Оптимизация последовательной программы позволила сократить время выполнения наиболее трудоемкого этапа преобразования в два раза, а последующее распараллеливание дало тринадцатикратное ускорение на вычислительном узле с 16 ядрами.

Бесплатно

Эффективная фрагментированная реализация краевой задачи фильтрации двухфазной жидкости

Кудрявцев А.А., Малышкин В.Э., Нуштаев Ю.Ю., Перепелкин В.А., Спирин В.А.

Статья научная

Автоматизация конструирования параллельных программ численного моделирования является актуальной темой в области системного параллельного программирования. В общей постановке задача автоматического конструирования эффективной (по времени выполнения, расходу памяти, нагрузке на сеть и т.п.) параллельной программы по ее высокоуровневой спецификации является алгоритмически труднорешаемой. Развитие языков и систем автоматического конструирования параллельных программ осуществляется за счет накопления в системах частных решений и эвристик, обеспечивающих приемлемую эффективность конструируемых программ для классов приложений. Важную роль в этой связи имеет исследование эффективных параллельных реализаций конкретных задач численного моделирования на предмет возможности создания на основе этого опыта новых методов и алгоритмов конструирования эффективных параллельных программ для аналогичных случаев. Технология фрагментированного программирования является подходом, позволяющим автоматизировать конструирование эффективных параллельных программ численного моделирования. Система LuNA, разрабатываемая в ИВМиМГ СО РАН, инструментально поддерживает этот подход. В статье рассматривается эффективная фрагментированная реализация на мультикомпьютерах решателя краевой задачи фильтрации двухфазной жидкости в трехмерной области в присутствии скважин. Разработаны и оптимизированы две версии программы - одна на основе традиционных средств параллельного программирования (MPI+OpcnMP), вторая - полученная с помощью системы LuNA. Обе реализации основаны на анализе численного алгоритма с точки зрения возможностей его эффективной параллельной реализации. Экспериментальное исследование реализаций показало, что программа, разработанная вручную, обладает удовлетворительной эффективностью, а автоматически сконструированная программа с помощью системы LuNA уступает в производительности ручной реализации около трех раз, что является хорошим показателем для систем такого типа.

Бесплатно

Эффективное исполнение фрагментированных программ с помощью средств прямого управления в системе LuNA на примере задачи редуцирования данных

Ткачева Анастасия Александровна

Статья научная

Рассмотрена проблема эффективного исполнения фрагментированной программы (ФП) в си¬стеме фрагментированного программирования LuNA. Для повышения производительности исполнения ФП разрабатываются средства задания прямого управления [1, 2], которые позволяют избежать накладных расходов на организацию вычислений внутри узла мультикомпьютера, вычислителя с распределенной памятью. В работе представлены разработка одного из них для случая циклических конструкций в ФП, а также описание реализации для его поддержки на уровне компиляции в системе LuNA. Представлено сравнительное тестирование производительности исполнения ФП с использованием разработанного средства и без в общей и распределенной памяти на примере задачи редуцирования данных.

Бесплатно

Эффективное сжатие без потерь больших массивов информационных данных

Бакулина Марина Павловна

Статья научная

Рассматривается задача эффективного сжатия без потерь больших информационных массивов. Использование эффективного кодирования для таких данных позволяет не только уменьшить их физический размер и объем занимаемой ими оперативной памяти, но и увеличить скорость выполнения запросов. В данной работе предлагается алгоритм кодирования, позволяющий эффективно сжимать встречающиеся в массиве как числовые, так и строковые данные. Проведен эксперимент, подтверждающий увеличение степени сжатия и скорости кодирования и декодирования больших информационных массивов при использовании предложенного метода по сравнению с ранее известными методами.

Бесплатно

← Предыдущая

Журнал