О программных компонентах математического моделирования

Валерий Павлович Ильин

Аннотация


Бурный рост мировых суперкомпьютерных мощностей неизбежно ведет к активизации применений математического моделирования в процессе реиндустриализации экономики. Расширение сфер использования и одновременное появление все новых вычислительных методов, сопровождающиеся эволюцией компьютерных архитектур -- все это ведет к драматическому увеличению совокупного прикладного программного обеспечения, стоимость которого сравнима с ценами на многопроцессорные вычислительные системы (МВС) постпетафлопсного уровня. Такие количественные изменения влекут за собой качественный пересмотр концепции и технологических структур при создании массовых программных продуктов. Мы рассматриваем подходы к решению возникающих проблем в применении к базовой системе моделирования, ориентированной на интегрированную поддержку всех основных этапов крупномасштабного вычислительного эксперимента. Многообразие технологических вопросов включает обеспечение взаимодействия многоязыковых и кросс-платформенных программных компонент, внутренние и внешние интерфейсы с конвертацией множественных представлений данных, переиспользование внешних продуктов, длительный жизненный цикл системы с эволюцией функционального наполнения и адаптацией к модернизации МВС, а также масштабируемый параллелизм  алгоритмов и программ.

Ключевые слова


базовая система моделирования; компонентные технологии; высокопроизводительные вычисления; масштабируемое распараллеливание; многоязыковость; кросс-платформенность; прямые и обратные междисциплинарные задачи

Полный текст:

PDF

Литература


Ильин, В.П. Технологии вычислительного программирования / В.П. Ильин, И.Н. Скопин // Программирование. 2011. ― N 4. ― С. 53–72.

Ильин, В.П. Стратегии и тактики ``заоблачного'' математического моделирования / В.П. Ильин // Труды Международной конференции ПАВТ'2014. Челябинск, изд. ЮУрГУ. ― 2014. ― С. 99–107.

ANSYS -- Simulation Driven Product Development: URL: http://www.ansys.com.

OpenFOAM ― The Open Source computational Fluid Dynamics (CFD) Toolbox: URL: http://www.openfoam.com.

DUNE Numerics: URL: http://www.dune-project.org.

Object Management Group. ``CORBA Components'', http://www.omg.org.

Maloney, J. Distributed COM Application Development Using Visual C++ / J.Maloney // Prentice Hall, N.Y. ― 1999.

CCA--Forum. The DOE common component architecture project. URL: http://www.CCA-forum.org.

CCTTSS. DOE SciDAC Center for Component Technology for Terascale Simulation Software. http://www.cca-forum.org/ccttss

Kohn, S., Kumfert G., Painter J., Ribben C. Divorcing language dependencies from a scientific software library. www:LLNL document UCRL-JC-140349.

Babel Team. The DOE Babel Project. URL: http://www.llnl.gov/case/components/babel.

Allan, B. The CCA core specification in a distributed memory SPMD framework. Concurrency Computat:/B.Allan, R. Armstrong, A. Wolfe, J. Ray, D. Bernholdt, J. Kohl // Practice and Experience. ― 2002. ― Vol. 14. ― P. 323-345.

Jones, J. Component-based iterative methods for sparse linear systems / J. Jones, M. Sosonkina, Y. Saad // Concurency Computat. Pract. Exper. ― 2007. ― Vol. 19. ― P. 625-635.

The Equation Solver Interface Standards Forum. URL: http://z.ca.sandia.gov/esi.

Ильин, В.П. DELAUNAY: технологическая среда генерации сеток /В.П. Ильин // СибЖИМ. ― 2013. ― Т. 16. ― N 2(54). ― С. 83-97.

Бутюгин, Д.С. CHEBYSHEV: принципы автоматизации построения алгоритмов в интегрированной среде для сеточных аппроксимаций начально-краевых задач /Д.С.Бутюгин, В.П. Ильин // Труды Международной конференции ПАВТ 2014. Челябинск. ― Изд. ЮУрГУ 2014. ― С. 42-50.

Бутюгин, Д.С. Библиотека параллельных алгебраических решателей KRYLOV /Д.С. Бутюгин, Я.Л. Гурьева, В.П. Ильин, Д.В. Перевозкин // Труды конференции ПАВТ-2013, Челябинск. ― Изд. ЮУрГУ. ― 2013. ― С. 76-86.

Ершов, А.П. Пакеты программ ― технология решения прикладных задач / А.П. Ершов, В.П. Ильин // Новосибирск, Препринт ВЦ СО АН СССР. ― No. 121. ― ВЦ СО АН СССР. ― 1978.




DOI: http://dx.doi.org/10.14529/cmse150307