УДК 519.6
О.М. ХІМІЧ
Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України, Київ, Україна,
khimich505@gmail.com
О.В. ПОПОВ
Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України, Київ, Україна,
alex50popov@gmail.com
О.В. ЧИСТЯКОВ
Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України, Київ, Україна,
alexej.chystyakov@gmail.com
В.О. КОХАНОВСЬКИЙ
Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут
імені Ігоря Сікорського», Київ, Україна,
kokhanovstyy@gmail.com
РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ НА ВЛАСНІ ЗНАЧЕННЯ У ЗМІННОМУ
КОМП’ЮТЕРНОМУ СЕРЕДОВИЩІ СУПЕРКОМП’ЮТЕРІВ
Анотація. Запропоновано математичне забезпечення для дослідження та розв’язування на комп’ютері MIMD-архітектури
з графічними процесорами алгебраїчної проблеми власних значень. До складу математичного забезпечення входять паралельні алгоритми
та програми з функціями автоматичного адаптивного налаштування змінного комп’ютерного середовища (багаторівневий паралелізм,
змінна топологія міжпроцесорних зв’язків, змішана розрядність, кешизація тощо) на виявлені в комп’ютері математичні властивості задачі
та його архітектурні особливості для забезпечення достовірності результатів розв’язування і ефективного використання обчислювальних ресурсів.
Ключові слова: алгебраїчна проблема власних значень (АПВЗ), змінне комп’ютерне середовище, адаптивні алгоритми, метод спряжених градієнтів, метод ітерацій на підпросторі, багатоядерний комп’ютер MIMD-архітектури з графічними процесорами.
повний текст
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
- Sergienko I.V, Molchanov I.N, Khimich A.N. Intelligent technologies of high-performance computing. Cybernetics and Systems Analysis. 2010. Vol. 46, N 5. P. 833–844. https://doi.org/ 10.1007/s10559-010-9265-3.
- Сергієнко І.В., Хіміч О.М. Математичне моделювання: Від мелм до екзафлопсів. Вісн. НАН України. 2019. № 8. С. 37–50. https://doi.org/10.15407/visn2019.08.037.
- Dongarra J, Beckman P., Moore T. et al. The International Exascale Software Project roadmap. International Journal of High Performance Computing Applications. 2011. Vol. 25, Iss. 1. P. 3–60. https://doi.org/10.1177/1094342010391989.
- Химич А.Н., Молчанов И.Н., Попов А.В., Чистякова Т.В., Яковлев М.Ф. Параллельные алгоритмы решения задач вычислительной математики. Киев: Наук. думка, 2008. 247 с.
- Попов О.В., Рудич О.В., Чистяков О.В. Багаторівнева модель паралельних обчислень для задач лінійної алгебри. Проблеми програмування. 2018. № 2–3. С. 83–92.
- Попов А.В., Чистяков О.В. Про ефективність алгоритмів з багаторівневим паралелізмом. Фізико-математичне моделювання та інформаційні технології. 2021. Вип. 33. С. 133–137. https://doi.org/10.15407/fmmit2021.33.133.
- Чистяков О.В. Про особливості розробки програмного забезпечення для розв’язання задач на власні значення з розрідженими матрицями на гібридних комп’ютерах. Компьютерная математика. 2015. № 1. С. 75–84.
- Химич А.Н., Декрет В.А., Попов А.В., Чистяков А.В. Численное исследование устойчивости композитных материалов на компьютерах гибридной архитектуры. Проблемы управления и информатики. 2018. № 4. С. 73–88.
- Хіміч О.М., Чистяков О.В., Бруснікін В.М. Гібридний алгоритм узагальненого методу спряжених градієнтів для проблеми власних значень з симетричними розрідженими матрицями. Математичні машини і системи. 2015. № 3. С. 3–13.
- Khimich A.N., Popov A.V., Chistyakov O.V. Hybrid algorithms for solving the algebraic eigenvalue problem with sparse matrices. Cybernetics and Systems Analisys. 2017. Vol. 53, N. 6. P. 937–949. https://doi.org/10.1007/s10559-017-9996-5.
- Khimich A.N., Popov A.V., Chistyakov O.V., Sidoruk V.A. A parallel algorithm for solving a partial eigenvalue problem for block-diagonal bordered matrices. Cybernetics and Systems Analisys. 2020. Vol. 56, N. 6. P. 913–923. https://doi.org/10.1007/s10559-020-00311-z .
- Molchanov I.N., Popov A.V., Khimich A.N. Algorithm to solve the partial eigenvalue problem for large profile matrices. Cybernetics and Systems Analysis. 1992. Vol. 28, N 2. P. 281–286. https://doi.org/10.1007/BF01126215.
- Message Passing Interface Forum. MPI: A Message-passing Interface Standard. International Journal of Supercomputer Applications. 1994. Vol. 8 (3/4). Р. 157–416.
- OpenMP. Architecture Review Board. URL: https://developer.nvidia.com/ cuda-downloads .
- Сидорук В.А., Єршов П.С., Богурський Д.О., Марочканич О.Р. Інтелектуалізація обчислень для задач математичного моделювання складних процесів і об’єктів. Комп’ютерна математика. 2019. № 1. С. 143–150.
- Молчанов И.Н., Левченко И.С., Федонюк Н.Н., Химич А.Н., Чистякова Т.В. Численное моделирование концентрации напряжений в упругом полупространстве с двухслойным включением. Прикладная механика. 2002. 38. № 3. С. 65–71.
- Lurie A.I. Theory of elasticity. Springer-Verlag, 2005. 1050 p.
- Nikolaevskaja E.A., Chimich A.N, Chistyakova T.V. Programming with multiple precision. Ser. Studies in Computational Intelligence. Vol. 397. Berlin; Heidelberg: Springer, 2012. 234 p.
- Khimich О.М., Chistyakova T.V, Sidoruk V.A., Yershov P.S. Adaptive computer technologies for solving problems of computational and applied mathematics. Cybernetics and Systems Analysis. 2021. Vol. 57, N 6. P. 990–997. https://doi.org/10.1007/s10559-021-00424-z .
- Buttari A., Langou J., Kurzak J., Dongarra J. A class of parallel tiled linear algebra algorithms for multicore architectures. Parallel Computing. 2009. Vol. 35, Iss. 1. P. 38–53. https://doi.org/10.1016/j.parco.2008.10.002.
- Pissanetzky S. Sparse matrix technology. 1st ed. Elsevier, 1984. 312 p.
- Saad Y. Iterative methods for sparse linear systems. 2nd edition. SIAM, 2003. 547 p.
- Попов А.В. Параллельные алгоритмы решения линейных систем с разреженными симметричными матрицами. Проблеми програмування. 2008. № 2–3. С. 111–118.
- Джордж А., Лю Дж. Численное решение больших разреженных систем уравнений. Москва: Мир, 1984. 334 с.
- Parlet B.N. The symmetric eigenvalue problem. SIAM, 1998. 391 p. https://doi.org/10.1137/1.9781611971163 .
- Попов О.В., Рудич О.В. До розв’язування систем лінійних рівнянь на комп’ютерах гібридної архітектури. Математичне та комп’ютерне моделювання. Сер. Фізико-математичні науки. 2017. Вип. 15. С. 158–164.
- Суперкомп’ютерний комплекс СКІТ. URL: http://icybcluster.org.ua .
- The SuiteSparse Matrix Collection. URL: cise.ufl.edu/research/sparse/matrices .