+
ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ЧИСЛЕННОСТИ MICROCYSTIS AERUGINOSA НА ОСНОВЕ ПРАВИЛ НЕЧЕТКОЙ ЛОГИКИ И НЕЧЕТКИХ НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ
стр.5-11
Описана процедура поиска потенциальных предикторов и создания прогнозных правил нечеткой логики и нечетких нейронных сетей для последующего прогнозирования вспышек численности синезеленой водоросли M. aeruginosa. В результате натурных наблюдений ряда биотических и абиотических параметров водной среды, проведенных на озере Смолино (г. Челябинск) за теплый период 2009 и 2011 года получены временные ряды численности M. aeruginosa и значений сопутствующих параметров. С помощью кросс-корреляционного анализа данных установлено, что потенциальными предикторами квазипериодических колебаний численности M. aeruginosa с периодом 12-20 дней могут выступать численность водоросли P. duplex, температура воды и концентрация нитрат-иона. По результатам кросс-корреляционного анализа заданы прогнозные правила и функции принадлежности в диапазоне изменений предиктанта и предиктора от нуля до 1. Для «автоматического» задания прогнозных правил и функций принадлежности с помощью специально написанной программы произведено обучение нечеткой нейронной сети на данных о значениях предиктанта и отобранных в ходе предварительного анализа параметров-предикторов. Для сравнения результатов дополнительно осуществлена линейная экстраполяция данных о численности предиктанта. Выявлено, что экстраполяционный прогноз хорошо работает на квазилинейных интервалах изменения численности, а алгоритмы нечеткой логики потенциально способны определить время наступления интенсивных вспышек численности предиктанта.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
О ЕДИНСТВЕННОСТИ РЕШЕНИЯ ОБРАТНОЙ ЗАДАЧИ НЕСТАЦИОНАРНОЙ ФИЛЬТРАЦИИ
стр.12-21
При определении коэффициента гидропроводности нефтяного пласта методом гидродинамического прослушивания скважин возникает необходимость решения обратной задачи фильтрации. При этом важно поставить задачу таким образом, чтобы обеспечить единственность решения. В статье определяются условия, достаточные для единственности решения обратной задачи.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
МЕТОДЫ ПАРАЛЛЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ СЛАУ НА СИСТЕМАХ С РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ПАМЯТЬЮ В БИБЛИОТЕКЕ KRYLOV
стр.22-36
Бутюгин Д.С., Ильин В.П., Перевозкин Д.В.
Рассматривается подход к созданию итерационного black-box («черного ящика») параллельного решателя, использованный в библиотеке Krylov для систем линейных алгебраических уравнений (СЛАУ) с разреженными матрицами высокого порядка, возникающими при сеточных аппроксимациях многомерных краевых задач и представленными в сжатом строчном формате CSR. Предлагается вариант алгебраической одномерной декомпозиции СЛАУ. Алгоритм основан на обходе в ширину графа матрицы системы и позволяет привести ее к блочно-трехдиагональному виду. За основу алгебраического решателя системы взят ад дитивный метод Шварца, который естественным образом ложится на архитектуру вычислительных систем с распределенной памятью. Полученные алгебраические системы в подпространстве следов, образованных переменными на внутренних границах подобластей, решаются с помощью обобщенного метода минимальных невязок. Вспомогательные системы в подобластях решаются с помощью прямого алгоритма PARDISO из библиотеки Intel MKL, использующего распараллеливание над общей памятью средствами OpenMP. Реализованные алгоритмы апробированы на численном решении ряда задач вычислительной математики, таких как задачи гидродинамики, диффузионно-конвективные уравнения, задачи электромагнетизма и др. Приведенные результаты численных экспериментов демонстрируют эффективность предлагаемых решений для многопроцессорных вычислительных систем с распределенной памятью.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
ИССЛЕДОВАНИЕ УДАРНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ИНДЕНТОРА С ТКАНЕВЫМИ БРОНЕПЛАСТИНАМИ, РАСПОЛОЖЕННЫМИ НА ПЛАСТИЛИНОВОМ ОСНОВАНИИ
стр.37-45
Рассматривается суперкомпьютерное моделирование динамического взаимодействия индентора и тканевых бронепластин, состоящих из 1 - 5 слоев ткани размером 10х10 см с возможностью разрушения нитей, расположенных на пластилиновом основании. Определены механические характеристики регистрирующей среды (технического пластилина). Проведено сравнение расчетных и экспериментальных данных.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
КАЧЕСТВЕННОЕ ПОСТРОЕНИЕ РАСЧЕТНОЙ СЕТКИ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ АЭРОДИНАМИКИ В ПРОГРАММНОМ КОМПЛЕКСЕ FLOWVISION
стр.46-58
Карасев П.И., Шишаева А.С., Аксенов А.А.
В работе исследовано влияние адаптации сетки в различных областях течения газа около крылового профиля на результаты решения в программном комплексе FlowVision. На основе этого исследования даны рекомендации по выбору критериев адаптации расчетной сетки для эффективного решения задач аэродинамики. Выводы, сделанные в данной статье, могут быть распространены на другие задачи внешней аэродинамики, которые исследуют обтекание объектов более сложных, чем крыловой профиль.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
ОБРАБОТКА ЗАПРОСОВ НА КЛАСТЕРНЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ С МНОГОЯДЕРНЫМИ УСКОРИТЕЛЯМИ
стр.59-67
Работа посвящена вопросам моделирования процесса обработки запросов в мультипроцессорах параллельных систем баз данных. Предлагаются подходы для обработки запросов при помощи графических ускорителей, многоядерных сопроцессоров и центральных процессоров. На базе предложенных подходов реализован эмулятор параллельной СУБД. Приведены результаты вычислительных экспериментов и выполнен анализ эффективности предложенных подходов.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
ПОДХОДЫ К ОПТИМИЗАЦИИ И РАСПАРАЛЛЕЛИВАНИЮ ВЫЧИСЛЕНИЙ В ЗАДАЧЕ ДЕТЕКТИРОВАНИЯ ОБЪЕКТОВ РАЗНЫХ КЛАССОВ НА ИЗОБРАЖЕНИИ
стр.68-82
Козинов Е.А., Кустикова В.Д., Мееров И.Б., Половинкин А.Н., Сиднев А.А.
Рассматривается задача детектирования объектов разных классов на статических изображениях: фотографиях или отдельных кадрах видеопотока. Описывается схема решения данной задачи с использованием алгоритма Latent SVM. Используется известный подход к ускорению вычислений — построение каскада классификаторов. Описывается вычислительная схема решения задачи детектирования с помощью каскадного Latent SVM. Обсуждаются проблемы распараллеливания и оптимизации времени поиска объектов одного класса на изображении. Проводится анализ вариантов решения указанных проблем. Выделяются наиболее трудоемкие участки реализаций, рассматриваются различные схемы распараллеливания, оцениваются их преимущества и недостатки. Приводятся результаты вычислительных экспериментов на базе изображений PASCAL Visual Object Challenge 2007, дается их анализ, а также формулируются выводы и планы по дальнейшему развитию.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
ДВУХСЕТОЧНЫЕ ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ АЛГОРИТМЫ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ДРОБНО-ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ УРАВНЕНИЙ АНОМАЛЬНОЙ ДИФФУЗИИ
стр.83-98
Приводятся описание и анализ параллельных алгоритмов решения начальнокраевых задач для уравнений аномальной диффузии, содержащих производные дробного порядка типа Римана-Лиувилля по пространственным и/или временной переменным. Параллельные алгоритмы построены на основе двухсеточного подхода. При этом грубая сетка используется для расчета эффектов пространственного и временного дальнодействия с использованием сплайн-аппроксимации, а мелкая сетка служит для конечно-разностной дискретизации решаемых уравнений. Рассматриваются алгоритмы с декомпозицией как по пространству, так и по времени. Для распараллеливания по времени используется подход, предложенный в известном алгоритме PARAREAL. Приводятся теоретические оценки параллельной эффективности предложенных алгоритмов. Показано, что алгоритмы имеют сверхлинейное ускорение по сравнению с классическим последовательным конечно-разностным алгоритмом и обеспечивают тот же порядок точности вычислений при условии согласованного выбора шагов точной и грубой сеток. Также приводятся некоторые результаты вычислительных экспериментов, подтверждающие эффективность предложенных алгоритмов.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
АНАЛИЗ УСТОЙЧИВОСТИ ПОЛОЖЕНИЯ РАВНОВЕСИЯ МОДЕЛИ НЕЙМАНА ПРИ ИНТЕРВАЛЬНОЙ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ
стр.99-111
Панюков А.В., Латипова А.Т.
Рассматривается анализ устойчивости положения равновесия при интервальных исходных данных. Доказано, что в случае мультипликативной неопределенности прямой и двойственный вектор Фробениуса определяются из точечной модели Неймана с матрицами центров интервалов. В случае интервальной неопределенности интервал для числа Фробениуса можно определить через нахождение положения равновесия для двух точечных моделей Неймана с матрицами, состоящими из верхних и нижних границ интервалов. Также в работе вводятся понятия слабого и сильного решений, которые используются для получения робастных оценок положения равновесия для интервальной модели Неймана.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ КАТАЛИТИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ (CO + O 2 → CO 2) С ПОМОЩЬЮ АСИНХРОННОГО КЛЕТОЧНОГО АВТОМАТА
стр.112-126
Представлена параллельная реализация асинхронного клеточного автомата, моделирующего классическую реакцию гетерогенного катализа - окисление монооксида углерода на поверхности платины. В каталитических реакциях в неравновесных условиях могут возникать различные критические явления (автоколебания, хаос, гистерезис). Помимо фундаментального интереса изучение механизма протекания каталитических процессов на металлах платиновой группы имеет важное практическое применение, связанное с использованием в каталитических преобразователях для очистки выхлопных газов. Сложное поведение нелинейных каталитических систем наиболее эффективно может быть описано с помощью асинхронного клеточного автомата, который еще называют кинетическим методом Монте-Карло. КА-моделирование реакций гетерогенного катализа требует решения задач больших размеров, поэтому необходимо использовать эффективные алгоритмы распараллеливания. Распараллеливание асинхронных КА сопряжено с определёнными трудностями, которых можно избежать, преобразовав асинхронный КА в блочно-синхронный. Блочно-синхронный режим работы уменьшает стохастичность моделируемого процесса, поэтому необходимо проверить эквивалентность эволюций асинхронного и блочно-синхронного КА. Для этого проводится статистический анализ основных характеристик моделирования реакции окисления: бифуркационных диаграмм, функций распределения концентраций реагентов, математических ожиданий и дисперсий концентраций, полученных с помощью асинхронного и блочно-синхронного КА. Вычисленные характеристики свидетельствуют о совпадении эволюций асинхронного и блочно-синхронного КА. Кроме того, выполнено сравнение эволюций асинхронного и блочно-синхронного КА для моделей «ZGB» и «наивная диффузия». На основе полученных результатов делается вывод о приемлемой точности аппроксимации асинхронного режима блочно-синхронным для класса задач «реакция - диффузия». В статье представлены результаты распараллеливания блочно-синхронного КА и приведены оценки эффективности параллельной реализации.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
ПОДХОД К РАЗБИЕНИЮ СВЕРХБОЛЬШИХ ГРАФОВ С ПОМОЩЬЮ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ СУБД
стр.127-132
Разбиение графов на подграфы представляет собой интересную задачу интеллектуального анализа графов, которая находит свое применение в ряде теоретических и практических задач (раскраска графа, проектирование БИС и ПЛИС, конечноэлементное моделирование и др.). Существующие последовательные и параллельные алгоритмы предполагают возможность размещения графов и промежуточных данных обработки в оперативной памяти и неприменимы для случая сверхбольших графов. Представлен подход к обработке сверхбольших графов на основе использования параллельной реляционной СУБД PargreSQL, разработанной на базе свободной СУБД PostgreSQL.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
