Розглянуто проблеми інтелектуалізації комп'ютерних систем в середовищі мультимедіа як у цілому, так і для різних областей застосування.

Предлагается методология реализации принципа скрытого параллелизма в интеллектуальных программных средствах решения определенного класса задач на параллельных компьютерах. Программная реализация этого принципа предназначена освободить пользователя от трудностей, связанных с решением задач на MIMD-компьютере. Обсуждается вопрос реализации предложенной методологии для некоторых задач вычислительной техники.

Індекс рубрикатора НБУВ: В192.1

Рубрики:

Чисельні методи (чисельний аналіз)

Шифр НБУВ: Ж29114 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: З973-018

Рубрики:

Комп'ютери та програмування

Шифр НБУВ: Ж14024 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Описаны методика исследований и алгоритмы решений математических задач с приближенно заданными исходными данными на компьютерах, а также анализ достоверности машинных решений научно-технических задач, сводящихся к задачам вычислительной математики. Для каждого класса задач вычислительной математики (системы линейных алгебраических уравнений, алгебраическая проблема собственных значений, системы нелинейных уравнений, задачи с начальними условиями для систем обыкновенных дифференциальных уравнений в приближение функций) рассмотрены численные методы решения задач и методология их исследования, которые могут быть использованы при решении нестандартных (неклассических) задач. Раскрыты трудности, которые могут возникать при машинной реализации алгоритмов, а также методика анализа достоверности получаемых решений. Проанализированы современное состояние и перспективы методов решения каждого класса задач.

Рассмотрены вопросы разработки и исследования параллельных алгоритмов решения основных классов задач вычислительной математики на параллельных компьютерах, в частности, систем линейных алгебраических уравнений, алгебраических проблем собственных значений, нелинейных уравнений и систем, а также задач с начальными условиями для систем обыкновенных дифференциальных уравнений первого порядка. Предложены методы (в виде алгоритмов), учитывающие свойства решаемых задач и приближенность исходных данных, позволяющие решать конкретные задачи за минимальное время с достижением заданной точности или с оценкой достоверности полученных результатов. Фактические алгоритмы доведены до уровня вычислительных схем решения задач на параллельных компьютерах. Описаны интеллектуальные программные средства решения задач с приближенными исходными данными, которые базируются на приведенных алгоритмах. На примере решения прикладных задач показано применение алгоритмического и интеллектуального программного обеспечения.

Запропоновано методику комп'ютерного дослідження властивостей систем звичайних диференціальних рівнянь і на її базі створено алгоритми обчислення такої довжини кроку інтегрування, який забезпечує стійкість числових методів та одержання розв'язку з даною точністю. Наведено склад та схему функціонування інтелектуального програмного засобу, який реалізує розглянуту методику.

В настоящее время разработано огромное количество программ численного программного обеспечения. Однако в ряде случаев применение прикладных программ приводит к получению на компьютере результатов, не имеющих физического смысла. Рассмотрены проблемы, определяющие достоверность получаемых результатов и разрешение этих проблем с помощью интеллектуальных программных средств для научно-технических задач, решение которых сводится к алгебраической проблеме собственных значений.

Розглянуто програмне забезпечення, що реалізує принцип прихованого паралелізму, автоматичне дослідження машинних моделей задач, побудову алгоритму, програми та конфігурації з мікропроцесорів MIMD-комп'ютера, розв'язання задачі й оцінювання вірогідності його результатів.

Розглянуто стан розробки перспективних суперкомп'ютерів, проведено аналіз галузей їх використання, описано труднощі, що виникають під час розв'язання на комп'ютерах науково-технічних задач зі збільшенням їх розмірностей. Показано переваги інтелектуального комп'ютера для розв'язування науково-технічних задач у порівнянні з традиційним паралельним MIMD-комп'ютером на тій же елементній базі.

Рассмотрены концепция интеллектуального интерфейса, принципы его разработки и использования для исследования и решения задач анализа прочности конструкций на MIMD-компьютере, в том числе: различие между традиционной технологией исследования и решения научно-технических задач и технологией использования интеллектуального интерфейса; требования к нему; схема функционирования, основные компоненты и возможности; реализация его на MIMD-компьютере.

Проаналізовано проблеми, які виникають під час розв'язання на комп'ютерах математичних задач з наближено заданими вихідними даними. На конкретних прикладах продемонстровано відмінність властивостей математичних і машинних моделей задач унаслідок наближеного характеру вихідних даних та обмеженої довжини машинного слова, обговорено специфіку методів комп'ютерного дослідження машинних моделей задач. Як засіб подолання проблем, пов'язаних з дослідженням і розв'язанням машинних моделей задач з наближень заданими вихідними даними, запропоновано інтелектуальний комп'ютер, архітектура якого підтримує інтелектуальне програмне забезпечення.

Розглянуто задачу дослідження концентрації напружень в околі двошарового сферичного включення, розташованого біля поверхні пружного півпростору, який знаходиться під дією рівномірного тиску. Розроблено числовий алгоритм розв'язування, створено прикладне програмне забезпечення та проведено числові експерименти, що демонструють можливості запропонованого методу.

Розглянуто приховані проблеми, які виникають під час реалізації теоретично обгрунтованих алгоритмів обчислювальної математики та призводять до одержання машинних розв'язків науково-технічних задач, що не мають фізичного змісту.

Рассмотрены возможности интеллектуальных компьютеров (ИК) для исследования и решения задач науки и инженерии на примере ИК Inparcom. Принадлежность ИК к открытым системам позволяет снизить скорость морального старения ИК и стоимость перманентного обновления его аппаратной составляющей.

Рассмотрены принципы создания интеллектуального программного обеспечения для решения научно-технических задач, функционирующего на интеллектуальном компьютере Инпарком, его функциональные возможности и программная реализация.

Рассмотрены некоторые параллельные циклические алгоритмы исследования и решения задач линейной алгебры на MIMD-компьютерах. Исследована эффективность распараллеливания. Приведены результаты численных экспериментов на MIMD-компьютерах кластерного типа.

Предложено решение проблем эффективной реализации вычислительных алгоритмов на MIMD-компьютерах в разработке интеллектуального программного обеспечения с реализацией принципа скрытого параллелизма.

Розглянуто концепцію MIMD-комп'ютерів для автоматичного дослідження властивостей інженерних і наукових задач з наближеними вихідними даними, створення алгоритмів і програм паралельних обчислень, розв'язання задач і оцінки достовірності комп'ютерного розв'язку. Експериментальне обстеження концепції, що здійснювалось на розробленій робочій станції Inparcom-16, підтвердило достовірність і реалізовану концепцію створення інтелектуальних комп'ютерів.

Розглянуто проблеми розробки паралельних алгоритмів та програм для розв'язання так званих задач трансобчислювальної складності. Сформульовано вимоги до якості програмної складової інформаційних технологій (ІТ) та інструментів розробки паралельних МРІ програм. Запропоновано інтелектуальну ІТ для автоматизації дослідження та розв'язання задач науки та інженерії і на її базі сформульовано принципи створення знаннєорієнтованих комп'ютерів Інпарком.