ОЦІНКА ЕФЕКТИВНОСТІ РЕАЛІЗАЦІЇ ПАРАЛЕЛЬНИХ ОБЧИСЮВАЛЬНИХ АЛГОРИТМІВ ЗАСОБИМИ <thread> С++

Анотація

Прогресивні апаратні та програмні засоби розпаралелювання та синхронізації обчислень на сучасних ЕОМ з багатоядерною архітектурою дозволяють підвищити ефективність комп'ютерного моделювання за рахунок збільшення (на порядок та вище) продуктивності обчислень. Метою цієї роботи є підвищення ефективності обчислювальних алгоритмів комп'ютерної реалізації методу прогонки за рахунок використання сучасних прогресивних технологій паралельного програмування. У ході дослідження використано методи матричної алгебри, паралельних обчислень, а також аналізу ефективності алгоритмів та програм. В результаті роботи було розроблено обчислювальні алгоритми послідовного та розпаралеленого на два потоки методу прогонки, а також виконано порівняльну оцінку ефективності їх реалізації за допомогою управління потоками засобами бібліотеки <thread> C++. Порядок СЛАР при цьому становив до 5×10⁷. В результаті обчислювальних експериментів вдалося досягти збільшення швидкості обчислень у 1,88-2,86 разів. Отримані результати кореспондуються з аналогічними даними із доступних літературних джерел. Наукова новизна роботи полягає у подальшому розвитку перспективних підходів до підвищення ефективності комп'ютерного моделювання за рахунок застосування сучасних технологій та принципів паралельного програмування з проведенням обчислювальних експериментів на сучасних програмно-апаратних архітектурах. Вперше було отримано оцінки часу програмної реалізації алгоритмів послідовного та розпаралеленого засобами бібліотеки <thread> C++ обчислювальних алгоритмів методу прогонки для значного порядку СЛАР. При цьому продемонстровано доцільність застосування даного розпаралелювання для СЛАР порядку близько 2,5×10⁵. Основна значущість роботи полягає у практичному застосуванні отриманих результатів під час проведення комп'ютерного моделювання інженерних задач, найбільш ресурсомістким етапом яких є множинне розв’язування СЛАР значного порядку. Подальші перспективи досліджень припускають поглиблене розпаралелювання алгоритмів чисельного розв’язання СЛАР за рахунок використання масштабованих варіацій застосовуваних методів, вибору найбільш продуктивних програмних технологій, розпаралелювання програмного коду на максимальну (за кількістю ядер процесора) кількість потоків.