Донецький національний технічний університет
Будь ласка, використовуйте цей ідентифікатор, щоб цитувати або посилатися на цей матеріал:
https://ea.donntu.edu.ua/jspui/handle/123456789/31099| Назва: | Статичні методи балансування навантаження при паралельному розв’язанні задачі Коші на основі екстраполяційної технології |
| Інші назви: | STATIC LOAD BALANCING METHODS FOR PARALLEL SOLVING CAUCHY’S PROBLEMS BASED ON EXTRAPOLATION TECHNOLOGY |
| Автори: | Назарова, І.А. |
| Ключові слова: | задача Коші паралельні екстраполяційні методи локальна екстраполяція Річардсона балансування навантаження ефективність прискорення |
| Дата публікації: | 2019 |
| Видавництво: | Донецький національний технічний університет |
| Бібліографічний опис: | Назарова, І.А. Статичні методи балансування навантаження при паралельному розв’язанні задачі Коші на основі екстраполяційної технології / І.А. Назарова // Наукові праці ДонНТУ : Всеукр. наук. зб. - Покровськ, 2019. – Серія: Інформатика, кібернетика та обчислювальна техніка. - №1 (28)-2 (29). – С.54-60. – Бібліогр.:10 назв. |
| Серія/номер: | Інформатика, кібернетика та обчислювальна техніка;№1 (28)-2 (29) |
| Короткий огляд (реферат): | У роботі досліджено методи статичного балансування навантаження при паралельному розв’язанні багатовимірної початкової задачі, що задається системами звичайних диференційних рівнянь, на базі технології Річардсона. Наведено підходи, що використовують різні види паралелізму, властиві методу локальної екстраполяції. Отримано аналітичні залежності та проведено тестові експерименти для динамічних характеристик якості паралелізму від методу балансування навантаження, кількості процесорів та розміру задачі, параметрів методу в умовах заданої точності розв’язку. |
| Опис: | The paper investigates methods of static load balancing in parallel solution of a multidimensional initial problem given by systems of ordinary differential equations, based on Richardson technology. Approaches using different types of parallelism inherent in the local extrapolation method are presented. Analytical dependencies were obtained and tests were performed to dynamically characterize the quality of concurrency by load balancing methods, number of processors and task size, method parameters under conditions of given solution accuracy. LER technology is designed to improve integration efficiency and is a high-precision solution to the Cauchy’s problem, but it requires a lot of computational cost in sequential implementation. Potentially for the application of technology to solve the initial problem for equation systems on shared memory computers, there are several levels of concurrency: systemic, extrapolation, and internal parallelism of the basic method. But the overall overhead of parallelism, the large proportion of time-consuming exchanges or unproductive downtime, reduce the effect of the parallelization of the extrapolation method. Therefore, the task of researching methods of effective load balancing, certainly not only in this particular case, is one of the most important aspects of the modern stage of development of parallel computing. It is obvious that the uneven use of the equipment leads to a load imbalance and, probably enough, to a critical decrease in the efficiency of the parallel architecture. This study offers several load balancing strategies based on different ways of dividing computing processes into k groups (most often the number of resolutions obtained by the basic method) when performing one extrapolation step. Note that this approach uses extrapolation concurrency at the top level and system and reference method at the bottom. For k = 1, we obtain an approach that uses system parallelism and method parallelism, extrapolation is carried out sequentially. Three LER schemes are considered, based on the following methods of dividing the processor field into groups: regular, proportional, and combinational. Parallel LER algorithms are implemented in Microsoft Visual Studio using C ++ and the MPI messaging library. The dynamic performance of the parallel algorithm was determined analytically as well as using the MPI interface tools. According to the results of the research, different computational schemes of extrapolation technology with different methods of load balancing, which are performed statically, are proposed. The scientific novelty lies in the development and improvement of parallel algorithms for the implementation of numerical LER methods to solve the initial multidimensional Cauchy’s problem. The practical value lies in the development of a software system that incorporates the implementation of a numerical LER method with three approaches to load balancing when solving a Cauchy’s problem. It is planned to use isoefficiency analysis apparatus to evaluate the scalability and to obtain priority areas for each of the competing methods, as well as to apply known dynamic balancing methods such as Round Robin and its modifications as promising areas of study extension. |
| URI (Уніфікований ідентифікатор ресурсу): | http://ea.donntu.edu.ua/jspui/handle/123456789/31099 |
| ISSN: | 1996-1588 |
| Розташовується у зібраннях: | Наукові публікації кафедри прикладної математики та інформатики |
Файли цього матеріалу:
| Файл | Опис | Розмір | Формат | |
|---|---|---|---|---|
| 08_Nazarova.pdf | 1,93 MB | Adobe PDF | Переглянути/Відкрити |
Усі матеріали в архіві електронних ресурсів захищені авторським правом, всі права збережені.