Розроблено паралельні методи розв'язання динамічних задач із зосередженими параметрами, які забезпечують підвищення ефективності експлуатації багатопроцесорних обчислювальних систем (ОС). Розроблено явні паралельні методи розв'язання нежорстких динамічних задач з контролем локальної похибки, що збільшують балансування загрузки ОС. Запропоновано нові блокові вкладені й екстраполяційні методи для прискорення розв'язання жорстких задач Коші. Розроблено ефективні паралельні експоненціальні методи інтегрування лінійних задач. Реалізовано масштабований рекурсивно-систоличний алгоритм множення щільно-заповнених матриць. Побудовано відображення методів на паралельні системи SIMD, MIMD, кластерної архітектури різних технологій, досліджено якість потенційного та реального паралелізму, обгрунтовано клас паралельних систем для ефективної організації обчислювальних процесів на підставі розроблених методів.

  Скачати повний текст

За результатами теоретичних і експериментальних досліджень запропоновано нові способи організації процесів обміну інформацією у паралельному моделювальному середовищі. Розв'язано задачу мінімізації часу виконання віртуальних Message Passing Interface (MPI) програм, що реалізують моделі складних динамічних систем (СДС). Це дозволяє підвищити ефективність всіх етапів розробки та використання паралельних моделей СДС, розширити сферу застосування паралельних обчислювальних ресурсів. Запропоновано класифікацію видів обмінів інформацією у паралельному моделювальному середовищі та схему функціонування середовища, яка враховує організацію процесів обміну, етапи побудови паралельних моделей динамічних систем і передбачає визначення параметрів ефективності обміну за даними тестування паралельних ресурсів моделювання. Розроблено уніфікований підхід до представлення топологій динамічних систем - технологічних схем, структур систем автоматизації та мережевних об'єктів, за яких можливе представлення такого виду об'єктів топологією будь-якого з них. Створено методику тестування та систему тестів MPI-бібліотеки для одержання вихідних даних для розрахунку критерію оптимальних програм, що реалізують паралельні моделі. Виведено формули оцінки критерію. Реалізовано дослідний зразок паралельного моделювального середовища з теледоступом до його ресурсів. Наведено способи тестування комунікаційних бібліотек обчислювальних ресурсів паралельного моделювального середовища (ПМС). Розроблено метод оптимізації паралельних моделей і систему тестів як програмні продукти, які можуть використовуватися у різних предметних сферах. Реалізацію алгоритмів і методів показано на прикладі побудови паралельних моделей шахтної вентиляційної мережі.

  Скачати повний текст

Проведено математичне моделювання паралельно-ієрархічного перетворення для багатоетапного сприйняття, кодування, передачі й обробки інформації в інформаційних структурах із застосуванням нейроподібної схеми обробки інформації. Розроблено математичні моделі паралельно-ієрархічного перетворення, методи, алгоритми та програмне забезпечення для реалізації кодування та декодування інформації й її обробки. Виявлено, що нові моделі мають значною мірою метафоричну подібність з "природними" комп'ютерами, проте пропонують новий більш витончений підхід щодо машинних обчислень, на базі якого можна створити нові мікропроцесорні системи та комп'ютери нової архітектури. З'ясовано, що прототипом досліджуваного підходу є принципи колективних обчислень у нейроподібних схемах колективного прийняття рішень, які потребують колективної взаємодії великої кількості простих рішень, у результаті якої приймається складне рішення шляхом комбінування даних протягом деякого проміжку часу.

  Скачати повний текст

Розглянуто методи побудови систем паралельної обробки інформації. Визначено основні поняття, властивості та структурну організацію подібних систем, їх проблемні області, проведено порівняльний аналіз найбільш ефективних практичних методів їх розв'язання. Розроблено загальну методику проектування паралельних програм. Значну увагу приділено формалізації розпаралелювання обчислень, розглянуто відповідні алгоритми та їх властивості. Описано програмну систему, що реалізує побудовану математичну модель.

  Скачати повний текст

Дисертація присвячена дослідженню питань підвищення ефективності методів і алгоритмів вирішення задач статичного планування в паралельних обчислювальних системах. Вирішена задача розробки високоефективних засобів проектування адаптивних статичних планувальників, що забезпечують в умовах просторово-часових обмежень статичної організації обчислювального процесу. В дисертації запропонований новий підхід до вирішення задачі розподілення робіт з мінімізацією загального часу рішення і комунікаційних витрат. Розроблений метод і засоби виконання процедур спрямованого пошуку розподілення робіт в ПОС з централізованим управлінням. Визначені процедури горизонтальної і вертикальної кластеризації, які є основою структурного аналізу початкової інформації та реалізують метод і алгоритм скануючого просторово-часового розподілення.

  Скачати повний текст

Розроблено моделі та методи структурно-алгоритмічної організації паралельних обчислювальних процесів для підвищення ефективності роботи комп'ютерних систем. Наведено метод алгоструктурного проектування обчислювальних моделей для реалізації автоматизованої розробки моделей, які базуються на застосуванні бібліотечних алгоструктур і встановленні зв'язків між ними. Удосконалено метод перетворень алгоструктурних моделей, який забезпечує структурування на підставі тотожних перетворень. Створено метод розпаралелення обчислень в алгоструктурах, який передбачає врахування структурно-алгоритмічної організації моделі, оптимізацію обчислення та дозволяє зменшити час їх проведення і найкращим чином використовувати наявні ресурси. Розвинуто метод структурної реорганізації у проблемно-орієнтованих алгоструктурних конструкціях, а також технологію автоматизованого проектування алгоструктурних моделей. Запропонована технологія забезпечує ефективне проектування обчислювальних моделей, її використано для розробки програмного засобу.

  Скачати повний текст

Створено нові методи розв'язання задач булевого програмування та теорії графів, що дають змогу вирішити проблему підвищення оперативності та точності розв'язку задач оптимального планування управління телекомунікаційними системами та мережами. Зазначено щодо відсутності ефективних алгоритмів рішення задач булевого програмування та великого класу задач теорії графів, що відносяться до класу NP-повних задач, з високою оперативністю та точністю у системах управління, що працюють у реальному часі. З метою підвищення оперативності розв'язання задач управління телекомунікаційними системами та мережами запропоновано паралельні обчислювальні структури (ПОС) циклічного типу, для розв'язання задач булевого програмування. Відзначено, що використання ПОС циклічного типу дає змогу розв'язати протиріччя, що виникає у разі розпаралелювання процесу розв'язання даних задач на багатопроцесорних системах. Зауважено, що протиріччя обумовлене тим, що ці задачі відносяться до класу сильно зв'язаних задач, під час розв'язання яких збільшення кількості процесорних елементів у обчислювальній системі не завжди дозволяє збільшити продуктивність системи, а може навіть її знизити.

  Скачати повний текст

Розглянуто теорію паралельних обчислювальних систем реального часу шляхом розробки нових ефективних методів і засобів прискорення обчислювальних процесів з явним і неявним паралелізмом, підвищення надійності та забезпечення простоти адаптації до різних умов застосування. Запропоновано концепцію побудови типового ряду обчислювальних систем на однотипних процесорних модулях, які містять розподілені апаратні засоби взаємодії, контролю і автоматичного оновлення у випадку відмови апаратури, що дозволяє вибором необхідного числа модулів забезпечити задану швидкість обробки даних в режимі реального часу. Розроблено нові методи організації обміну даними в паралельних системах з неоднорідним доступом до пам'яті, які дозволяють підвищити продуктивність системи за рахунок зменшення витрат часу на ініціалізацію і синхронізацію процесів обміну даними. Запропоновано методи автоматичного динамічного розпаралелювання обчислень на рівні команд, програмних модулів і програм у системах з різною архітектурою з метою підвищення реакції систем управління на зовнішні події та розширення їх застосування.

  Скачати повний текст