Составители:
Рубрика:
В В Е Д Е Н И Е
Высокопроизводительные вычисления необходимы для ряда
важнейших задач, в числе которых задачи прогнозирования по-
годы и климата в целом, и в особенности, их катастрофических
изменений (возникновения ураганов, тайфунов, резких изменений
температуры и т.п.), задачи геологии и геофизики (предсказания
землетрясений, вулканических извержений и т.д.), задачи астроно-
мии и астрофизики (предсказания поведения Солнца, столкновений
метеоритов и болидов с Землей, обоснование космогонических гипо-
тез), задачи, связанные с биологией и с чрезвычайно значимой для
человека областью — с медициной (последнее достижение — рас-
шифровка генома человека — один из ярчайших примеров приме-
нения высокопроизводительных вычислительных систем). Конеч-
но, имеется много других примеров сложных задач, решение ко-
торых без высокопроиводительных параллельных вычислительных
систем невозможно.
Высокопроизводительные вычисления в настоящее время не
мыслятся без распараллеливания, ибо наиболее мощные вычисли-
тельные системы имеют сотни и тысячи параллельных процессоров
(см., например, регулярно обновляемоый в Internet список TOP500,
содержащий перечень наиболее мощных компьютеров в мире, что-
бы убедиться в том, что все компьютеры в этом списке — парал-
лельные системы). Благодаря распараллеливанию удается достичь
производительности в десятки терафлопс (10
12
операций в секунду
с плавающей точкой), но для наиболее сложных современных задач
и этого недостаточно: требуются вычислительные м ощн ости с быст-
родействием в десятки пентафлопс. Достижение таких скоростей
трудно представить без распараллеливания (к моменту написания
этого введения уже достигнуто быстродействие 145 терафлопс).
Распараллеливание алгоритмов и написание п аралл ел ьных про-
грамм — весьма сложное дело. Причины возникающих трудностей
различны: с одной стороны, идеология распараллеливания труд-
но воспринимается после приобретения навыков последовательно-
го программирования, а с другой стороны, методы распараллели-
вания задач недостаточно разработаны.
Заметим, что прямое численное моделирование соответствую-
щих физических или физико-химических явлений, которые по-
3
