Проблемно-орієнтовані рпмс
Можливість моделювати в рамках одного середовища СДСЗП та СДСРП об'єднує, з одного боку, ці дві галузі моделювання, що развивалися відносно автономно. З другого боку, це універсалізує та ускладнює РПМС. З огляду на цю обставину актуальними залишаються проблемно орієнтовані РПМС, в яких акумулюється досвід моделювання в певних галузях техніки (предметних областях). Наукову та практичну цінність мають розробка й дослідження наступних фрагментів середовищ та питань побудови паралельних моделей і симуляторів:
вхідні мови специфікації об'єктів моделювання (ДСЗП, ДСРП) на технологічному рівні; формальне описування топологій та динамічних процесів; топологічні аналізатори; генератори рівнянь; підходи до розпаралелювання, побудова віртуальних паралельних моделей та їх апріорний аналіз; девіртуалізація та відображення моделей на цільові паралельні архітектури; вибір, обгрунтування та розробка методів паралельного рішення рівнянь ДСЗП, ДСРП, побудова вирішувачів; декомпозиція РПМС на підсистеми, побудова підсистем, зокрема, підсистеми діалогу; аналіз ефективності паралельних моделей, оптимізація процесів обміну інформацією та балансування завантаження ресурсів в РПМС; інтеграція моделюючого середовища з САПР динамічних систем даної предметної області; побудова моделюючих сервісних центрів (МСЦ) для предметних областей [9, 14, 15, 16, 18, 20, 21, 22, 23].
В середовищі, орієнтованому на динамічні мережні об'єкти з зосередженими та
розподіленими параметрами (шахтні вентиляційні мережі, ШВМ) реалізовано всі етапи рис. 4 в такий спосіб:
Визначено MIMD-процеси мінімальної гранулярності (МГ) як задачі Коші для Qjk-, Pjk-рівнянь k-го елемента j-ої гілки всіх компонент ШВМ.
Запропоновано рівні ВПМ і підходи до розпаралелювання вирішувача рівнянь (рис. 5).
Проведено апріорний аналіз віртуальних паралельних моделей на всіх рівнях за чотирма показниками, виведено формули, що дозволяють оцінити кожен рівень ВПМ до його реалізації на ЦПС (табл. 1).
4. Реалізовано паралельні вирішувачі рівнянь на базі методів Адамса-Башфорта 2-го
порядку й Рунге-Кутти 4-го порядку, що застосовані в мовах моделювання.
Рис. 5. Рівні віртуальних паралельних моделей
Оцінка рівнів розпаралелювання ДМО-топології Таблиця 1
Перспективи розробок рпмс, міжнародна співпраця
В співпраці зі Штуттгартським університетом та Макс-Планк-інститутом динаміки складних технічних систем (Магдебург) продовжуються розробки РПМС в наступних напрямках.
4.1. Теоретичні та методичні аспекти побудови паралельних симуляторів. Роботи концентруються на комплексній імплементації та дослідженні симуляторів РПМС (рис.4) на різних цільових системах і, зокрема, в умовах гібридної моделі паралельного програмування (MPI + OpenMP):
“гібридизація”;
програмування симуляторів;
тестові випробування та аналіз ефективності.
Використання дослідного зразка РПМС при вирішенні задач моделювання
ШВМ, хіміко-технологічних процесів, інтегрованих навігаційних систем, паливних елементів та систем керування ними; подальша імплементація та дослідження підсистем РПМС; організація використання РПМС-ресурсів в МСЦ; дослідження ефективності розпаралелювання блокових чисельних методів; розширення впровадження в навчальний процес;