Введение
1 Моделирование типовых решений для распараллеливания численных алгоритмов 11
1.1 Метод моделирования параллельных вычислений 11
1.1.1 Обзор моделей параллельных и распределенных вычислений 11
1.1.2 Применение типовых решений для организации параллельных вычислений 15
1.1.3 Автоматизированное распараллеливание 17
1.1.4 Визуализация параллельных вычислений 18
1.2 Метод формального представления типовых решений 20
1.2.1 Описание дискретных систем с использованием темпоральной логики 20
1.2.2 Метод Лампорта для спецификации дискретных систем 24
1.2.3 Построение модели типовых решений на основе метода Лампорта 28
1.2.4 Дискретно-событийное имитационное моделирование типовых решений 30
1.3 Построение визуальных моделей типовых решений 33
1.3.1 Определение графической нотации на примере алгоритма «разветвление-слияние» 33
1.3.2 Графическая модель «метод переменных направлений» 38
1.3.3 Графическая модель «конвейер» 40
1.3.4 Графическая модель «портфель задач» 41
1.4 Выводы 44
2 Синтез параллельного алгоритма обучения гиперрадиальной нейронной сети на основе типового решения «портфель задач» для решения задач про гнозирования временных рядов 45
2.1 Решение задачи прогнозирования временных рядов нейронной сетью
2.1.1 Понятие нейронной сети 45
2.1.2 Постановка задачи прогноза временного ряда нейронной сетью 47
2.1.3 Нейронная сеть на основе радиально-базисных функций 49
2.1.4 Гиперрадиальная нейронная сеть 53
2.2 Разработка алгоритма обучения гиперрадиальной нейронной сети 56
2.2.1 Принцип обучения 56
2.2.2 Обучение с подбором оптимальной архитектуры 57
2.2.3 Синтез параллельного алгоритма обучения на основе типового решения «портфель задач» 58
2.2.4 Методика синтеза параллельных алгоритмов с использованием моделей типовых решений 2.3 Экспериментальное исследование алгоритма обучения 63
2.4 Выводы 67
Построение программного комплекса численного моделирования на основе типовых решений и описание его применений 69
3.1 Обзор программного обеспечения параллельных вычислений 69
3.1.1 Прикладные интерфейсы операционных систем 69
3.1.2 Стандартные библиотеки и библиотеки времени исполнения языков программирования 72
3.1.3 Средства управления параллельными вычислениями 77
3.2 Архитектура программного комплекса 80
3.2.1 Принципы реализации программного комплекса 80
3.2.2 Описание библиотеки типовых решений 81
3.2.3 Описание реализации программного комплекса 85
3.3 Экспериментальная оценка эффективности распараллеливания задач математического моделирования с использованием типо вых решений 88
3.3.1 Оценка сложности реализации численных моделей по объему ручного и автоматического кодирования
3.3.2 Результаты применения типового решения «метод переменных направлений» в задаче исследования нелинейных динамических процессов 89
3.3.3 Результаты применения типового решения «конвейер» в задаче о распространении плоской световой волны 91
3.3.4 Результаты применения типового решения «портфель задач» в задаче моделирования фазовых траекторий динамических систем 94
3.4 Выводы 96
Заключение 98
Список литературы
