Войтенко Андрiй Вoлoдимирович

      Прогрес сучасних галузей науки, техніки, технологій та біотехнологій, технологій навколишнього середовища залежить від рівня теоретичної і практичної реалізації методів проектування автоматизованих технічних об’єктів, технологічних установок та ліній, які визначаються як Складні Динамічні Системи (СДС).

      Моделювання СДС набуває все більшу актуальність. Для реалізації моделей СДС використовуються багатопроцесорні системи при чому слід зауважити, що вся потенційна обчислювальна потужність такої системи використовується не повністю. Для досягнення більшої продуктивності системи розробники паралельного програмного забезпечення вирішують проблему розпаралелювання програм.

      При паралельному моделюванні Мережних Динамічних Об’єктів з Розподіленими Параметрами (МДОРП) розв’язуються системи з великою кількістю рівнянь. При цьому виникає проблема розподілу обчислювального навантаження між процесами.

      Ціллю магістерської роботи є розробка та дослідження проблемно-орієнтованої паралельного моделюючого середовища для МДОРП.

      Задачами дослідження і розробок є:

1. Аналіз віртуальної паралельної стимулюючої моделі першого рівня розпаралелювання.
2. Апріорний аналіз другого рівня розпаралелювання.
3. Аналіз цільових паралельних обчислювальних систем.
4. Імплементація Другого рівня розпаралелювання.
5. Експериментальне дослідження та порівняння експериментальних даних з результатами апріорного аналізу.

      Магістерська робота буде складатися з наступних розділів:

• Аналіз робіт, присвячених розробкам та застосуванню паралельних моделюючих середовищ. У цьому розділі буде розглянуто питання Динамічної Системи (ДС) як об’єкту моделювання, та висунуті вимоги до методів та способів моделювання ДС. Розглянуті сучасні способи моделювання ДС, зокрема мова моделювання з використанням SISD-систем, існуючі паралельні архітектури, Grid-системи доступу до потужних розподілених ресурсів, також стан і перспективи розробки паралельного моделюючого середовища. Розроблені етапи побудови віртуальних моделей та їх девіртуалізації.
• Об’єкт дослідження та його рівні розпаралелювання. Буде наведена коротка технологічна характеристика Шахтних Вентиляційних Мереж (ШВМ). Розглянуті аеродинамічні процеси, які проходять у ШВМ, а також математичні рівняння, що описують ШВМ, як МДОРП. MIMD-процеси мінімальної зернистості (структурна схема організації обміну даними між процесами мінімальної Зернистості наведена на рисунку 1.1.).
  
  Анімація 1. Структурна схема організації обміну між процесами мінімальної зернистості (gif-анимация 5 слайдів, 5 циклів)
  Охарактеризовані можливі рівні розпаралелювання Віртуального Паралельного Моделюючого Середовища (ВПМС) ШВС, детально проаналізований перший (рівень мінімальної зернистості) та другий (рівень елементу) рівні.
• Апріорний аналіз ВПМС другого рівня розпаралелювання. У цьому розділі будуть сформульовані основні критерії, які використовуються під час апріорного аналізу ВПМС, проведений аналіз для рівнів, що досліджуються та зроблені висновки стосовно ефективності рівнів.
• Розробка проблемно орієнтованого паралельного моделюючого середовища з розподіленими параметрами. Цей розділ присвячений опису процесу розробки моделюючого середовища, а також чисельних методів, що використовуються для розв’язання математичних рівнянь.
• Експериментальні дослідження. У цьому розділі тестова ШВМ, розрахунок якої проводився під час апріорного аналізу, буде промодельована за допомогою розробленого моделюючого середовища. Дані, отримані в результаті моделювання для першого та другого рівнів розпаралелювання та дані апріорного аналізу будуть спільно аналізуватися.

      Під час виконання магістерської роботи, планується створити моделююче середовище, яке може бути використане для дослідження аеродинамічних процесів, що відбуваються у ШВМ. Це моделююче середовище буде надавати у розпорядження користувачу аналіз з використанням різних чисельних методів. Крім того, матиме змогу аналізувати за допомогою двох рівнів розпаралелювання, висновки по ефективність яких також є результатом поточної магістерської роботи.

1. Абрамов Ф.А., Фельдман Л.П., Святный В.А. Моделирование динамических процессов рудничной аэрологии. К.: Наук. думка, 1981. – 284 с.

2. Святный В.А. «Паралельне моделювання 2006»

3. Бенькович Е.С., Колесов Ю.Б., Сениченков Ю.Б. Практическое моделирование динамических систем – СПб.: БХВ-Петербург, 2002. – 464 с.: ил.

4. Войтенко А.В. «Характеристики систем с распределенными параметрами»

5. Войтенко А.В., Чихиро Д.М., Якушик Л.Ю. «Уровни распараллеливания сетевых динамических объектов с распределенными параметрами