Введение
Глава 1. Анализ и постановка задачи 8
1.1. Современная концепция получения информации об экстремальных гидрометеорологических явлениях 8
1.1.1. Эволюция подходов к расчету гидрометеорологических экстремумов .8
1.1.2. Современная концепция получения информации об экстремальных гидрометеорологических явлениях на базе модельного подхода 11
1.2. Основные расчетные модули: математические модели, численные методы и параллельные алгоритмы 15
1.2.1. Расчет скорости ветра по полям давления 16
1.2.2. Гидродинамическое моделирование полей течений и уровня моря 18
1.2.3. Гидродинамическое моделирование полей морского волнения 20
1.2.4. Параметризация климатических спектров морского волнения 23
1.2.5. Статистическая обработка расчетных данных и моделирование экстремальных гидрометеорологических явлений 25
1.2.6. Расчет экстремальных характеристик гидрометеорологических явлений и рисков их воздействий на морские объекты и сооружения 27
1.3. Современные подходы к разработке программного обеспечения 28
1.4. Выводы к главе 1 30
Глава 2. Построение архитектуры высокопроизводительного программного комплекса 32
2.1. Общая концепция построения архитектуры высокопроизводительного программного комплекса моделирования экстремальных гидрометеорологических явлений 32
2.1.1. Специфические требования к архитектуре высокопроизводительного программного комплекса 32
2.1.2. Концепция построения архитектуры программного комплекса на основе
интеллектуальной интеграции компонентов 33
2.1.3. Реализация концептуальной архитектуры на основе сервисно ориентированного подхода 37
2.1.4. Оценка концептуальной архитектуры 40
2.2. Общая структура программного комплекса 40
2.2.1. Общая классификация и структура сервисов 42
2.2.2. Организация вычислительной подсистемы 45
2.3. Архитектура базовых сервисов 48
2.З.1. Сервис управления вычислительным модулем 49
2.3.2. Сервис декомпозиции 51
2.3.3. Сервис удаленного запуска 55
2.3.4. Сервис управления вычислениями
2.4. Организация работы сданными 60
2.5. Выводы к главе 2 62
Глава 3. Организация интеллектуального управления процессом параллельных вычислений в программном комплексе 64
3.1. Моделирование производительности вычислительных модулей 64
3.1.1. Иерархическая структура параллельных вычислений 64
3.1.2. Принципиальная модель параллельной производительности приложений для систем с общей памятью 67
3.1.3. Система параметрических моделей параллельной производительности для алгоритмов гидродинамического и статистического моделирования полей ветра, волнения, течений и уровня моря 73
3.1.4. Общая модель производительности программного комплекса на вычислительной системе с гибридной архитектурой 83
3.2. Общая структура интеллектуальной подсистемы 86
3.3. Этапы эффективного управления параллельными вычислениями в
многопроцессорной среде 88
3.3.1. Априорный анализ параллельной производительности вычислительных модулей 89 3.3.2. Управление параллельной производительностью в ходе функционирования программного комплекса 91
3.4. Приобретение знаний о производительности вычислительных модулей 93
3.4.1. Данные и знания, необходимые для управления параллельными вычислительными процессами 93
3.4.2. Способы представления знаний о производительности вычислительных модулей 96
3.4.3. Приобретение экспертных знаний 100
3.4.4. Уточнение экспертных знаний путем идентификации моделей по результатам профилирования вычислительного модуля 104
3.4.5. Приобретение дополнительных знаний путем имитационного моделирования 106
3.5. Организация логического вывода 109
3.6. Выводы к главе 3 112
Глава 4. Тестирование программного комплекса моделирования экстремальных гидрометеорологических явлений 113
4.1. Исследования масштабируемости программного комплекса 113
4.1.1. Тестирование масштабируемости вычислительных модулей 113
4.1.2. Анализ логики интеллектуальной подсистемы управления масштабируемостью 122
4.2. Экспериментальные расчеты экстремальных гидрометеорологических характеристик и их воздействий на морские объекты и сооружения 124
4.2.1. Подготовка массивов исторических данных и их сравнение с экспериментальными расчетами 125
4.2.2. Проведение экспериментальных расчетов экстремальных характеристик для Северной части Каспийского моря 132
4.2.3. Проведение экспериментальных расчетов рисков воздействий на морские объекты и сооружения 139
4.3. Электронный атлас экстремальных гидрометеорологических явлений Каспийского моря 145
4.3.1. Общая структура атласа 145
4.3.2. Технологии реализации атласа 148
4.3.3. Справочный массив 149
4.3.4. Выводы к главе 4 150
Заключение 151
Список литературы
