Параллельные вычисления. Баканов В.М. - 8 стр.

                                   -8-


  • Раcпознавание и синтез речи, раcпознавание изображений

   Одна из серьезнейших задач – моделирование климатической системы и
предсказание погоды. При этом совместно численно решаются уравнения
динамики сплошной среды и уравнения равновесной термодинамики. Для
моделирования развития атмосферных процессов на протяжении 100 лет и
                                      6
числе элементов дискретизации 2,6 × 10 (сетка с шагом 1О по широте и дол-
готе по всей поверхности Планеты при 20 слоях по высоте, состояние каждо-
го элемента описывается 10 компонентами) в любой момент времени состоя-
                                          7
ние земной атмосферы описывается 2,6 × 10 числами. При шаге дискретиза-
ции по времени 10 мин за моделируемый промежуток времени необходимо
                   4                   14
определить ≈ 5 × 10 ансамблей (т.е. 10 необходимых числовых значений
промежуточных вычислений). При оценке числа необходимых для получе-
ния каждого промежуточного результата вычислительных операций в
  2     3
10 ÷ 10 общее число необходимых для проведения численного эксперимен-
та с глобальной моделью атмосферы вычислений с плавающей точкой дохо-
          16    17                                           12
дит до 10 ÷ 10 . Суперкомпьютер с производительностью 10 оп/сек при
идеальном случае (полная загруженность и эффективная алгоритмизация)
будет выполнять такой эксперимент в течение нескольких часов; для прове-
дения полного процесса моделирования необходима многократная (десят-
ки/сотни раз) прогонка программы [1].
   Конкретным примером большой программы в этой области может служить
программа ‘Ядерная зима’ для отечественной БЭСМ-6, в которой моделиро-
вался климатический эффект ядерной войны (акад. Н.Н.Моисеев и В.А Алек-
сандров, ВЦ Академии наук); проведенные с помощью этой программы ис-
следования способствовали заключению соглашений об ограничении страте-
гических вооружений ОСВ-1 (1972) и ОСВ-2 (1979). Известный
Earth Simulator (Япония, см. ниже) интенсивно применяется при моделиро-
вании поведения ‘озоновой дыры’ над Антарктидой (появление которой счи-
талось следствием выброса в атмосферу хлорфторуглеродных соединений).
При подготовке Киотского протокола (соглашение о снижении промышлен-
ных выбросов парниковых газов в целях противодействию катастрофическо-
го потепления климата Планеты) также широко использовалось моделирова-
ние с помощью супер-ЭВМ.
   Огромные вычислительные ресурсы требуются при моделировании ядер-
ных взрывов, оконтуривании месторождений, обтекания летательных и под-
водных аппаратов, молекулярных и генетических исследованиях и др.
   Проблема супервычислений столь важна, что современной мировой тен-
денцией является жесткое курирование работ в области суперкомпьютер-
ных технологий государством: пример - объединяющая три крупнейшие на-
циональные лаборатории (Лос-Аламос, Ливермор, Sandia) американская пра-