Введение к работе
Актуальность темы. Одним из направлений развития высокопроизводительных вычислительных систем являются Супер-ЭВМ векторно-конвейерной архитектуры ( ВК ЭВМ ). Сверхвысокая производительность таких ЭВМ достигается как за счет распараллеливания вычислений, так и за счет применения векторной обработки данные на конвейерных функциональных устройствах.
Проблемы создания эффективного прикладного программного обеспечения для Супер-ЭВМ различного типа ввдвигвнт на одно из первых мест требование адекватного отображения алгоритмов на их архитектуру, в том числе разработки машинно-зависимых алгоритмов. В особенности это касается задач численного анализа сетевых графов, поскольку полезная производительность ВК ЭВМ может существенно изменяться в зависимости от степени адекватности алгоритмов решения этих задач архитектуре машины.
Поэтому актуальными задачами являются создание и исследование математической модели, связанной с различными аспектами параллельной и конвейерной обработки, с организацией параллельных вычислений, и решение на ее основе проблемы оптимального отображения задач численного анализа сетевых графов на архитектуру ВК ЭВМ.
Цель диссертационной работы состоит в разработке и исследовании математической модели представления распределенных процессов при векторно-конвейерной обработке, в создании и реализации на ее основе векторно-конвейерных алгоритмов численного анализа сетевых графов и базовых операций поиска и упорядочения в одномерных и двумерных массивах числовых данных.
Методологическую основу исследований составляет аппарат теории алгоритмов, теории графов, теории расписаний, сетевого планирования и управления.
Научная новизна. Разработана.сетевая математическая модель представления распределенных конкурирующих процессов при векторно-конвейерной обработке. Получены математические соотношения (оценки или точные формулы) для вычисления общего времени выполнения множества конкурирующих распределенных, процессов при векторно-конвейерной обработке.
Впервые для ВК ЭВМ разработаны и реализованы векторно-кон-вейерные алгоритмы:
- базовых операций поиска и упорядочения в одномерных и
двумерных массивах числовых данных;
задач нахо-дения расстояний в сетевых графах;
задач вычисления полных, свободных, независимых и гарантированных резервов времени выполнения работ в проектах, заданных сетевыми графами.
Предлонены конвейерные схемы устройств, защищенные авторскими свидетельствами на изобретения.
Получены математические оценки показателей эффективности и времени выполнения разработанных векторно-конзейершх алгоритмов и их программных реализаций.
Практическая ценность. Проведенные исследования позволили сделать ряд практических рекомендаций по разработке и созданию высокоэффективного программного обеспечения для Ж ЭВМ на основе предложенной сєтєеой модели распределенных конкурирующих процессов.
Предложенные схемы устройств, защищенные авторскими свидетельствами на изобретения, могут быть гспользованы в специализированных устройствах обработки информации, в вычислительных системах для контроля и диагностики логических блоков.
Программные реализации алгоритмов базовых операций поиска и упорядочения в массивах данных и задач численного анализа сетевых графов вошли в библиотеку Научных программ вычислительной системы "Электроника ССБИС" и составляют основу базовой библиотеки пакета программ для ВК ЭВМ по решению задач оптимального распределения ресурсов на сетевых графах.
Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на VII научно-технической конференции молодых специалистов "Проектирование, производство и эксплуатация средств-вычислительной техники" (Минск,1936 г.), I Всесоюзной конференции "Проблемы создания супер-ЭВМ, супер-систем и эффективность их применения".(Минск, 1987 г.), 7-ой Всесоюзной школе-сэминаре молодых ученых "Проблемы кибернетики" (Киев, 1990 г.), на научных семинарах в Институте математики АН Беларуси и Институте проблем кибернетики Российской АН.
Публикации. Результаты, выносимые на защиту опубликованы в 9 работах.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, списка литературы , включающего 85 наименований, и приложения. Объем работы 93 страницы.
