Разработка программных систем автоматизированного проектирования и исполнения программ для эффективной реализации численных алгоритмов на основе концепции Q-детерминанта
https://doi.org/10.25205/1818-7900-2025-23-1-5-18
Аннотация
Статья посвящена решению актуальной проблемы разработки программных систем автоматизированного проектирования и исполнения программ для эффективной реализации численных алгоритмов. Теоретической основой описанного исследования является концепция Q-детерминанта, которая предлагает унифицированное представление численных алгоритмов в форме Q-детерминантов. Q-детерминант дает возможность выразить и оценить ресурс параллелизма алгоритма, а также показать способ его параллельного исполнения. В статье рассматриваются общие принципы организации программных систем автоматизированного проектирования и исполнения программ для эффективной реализации численных алгоритмов. Реализация этих принципов продемонстрирована на примерах создания конкретных программных систем. Кроме того, проведено сравнение подходов к реализации разработанных программных систем.
Ключевые слова
Q-детерминант алгоритма,
Q-эффективная реализация алгоритма,
ресурс параллелизма алгоритма,
Q-эффективная программа,
автоматизированное проектирование эффективных программ
При поддержке: Как выпускник математического (теперь механико-математического) факультета Новосибирского государственного университета, выражаю благодарность факультету за данные мне знания.
Об авторе
В. Н. Алеева
Южно-Уральский государственный университет (НИУ)
Россия
Россия
Алеева Валентина Николаевна, кандидат физико-математических наук
Челябинск
Список литературы
1. Алеева В. Н. Анализ параллельных численных алгоритмов. Препринт № 590. Новосибирск: ВЦ СО АН СССР, 1985. 23 с.
2. Алеева В. Н., Зотова П. С., Склезнев Д. С. Расширение возможностей исследования ресурса параллелизма численных алгоритмов с помощью программной Q-системы // Вестник ЮУрГУ. Серия: Вычислительная математика и информатика. 2021. Т. 10, № 2. С. 66‒81. DOI: 10.14529/cmse210205
3. Алеева В. Н., Шатов М. Б. Применение концепции Q-детерминанта для эффективной реализации численных алгоритмов на примере метода сопряженных градиентов для решения систем линейных уравнений // Вестник ЮУрГУ. Серия: Вычислительная математика и информатика. 2021. Т. 10, № 3. С. 56‒71. DOI: 10.14529/cmse210304
4. Aleeva V. Designing a Parallel Programs on the Base of the Conception of Q-Determinant // Supercomputing. RuSCDays 2018. Communications in Computer and Information Science. 2019. Vol. 965. P. 565‒577. DOI: 10.1007/978-3-030-05807-4_48
5. Aleeva V. N. Improving Parallel Computing Efficiency // Proceedings ‒ 2020 Global Smart Industry Conference, GloSIC 2020. IEEE. 2020. P. 113‒120. Article number 9267828. DOI: 10.1109/GloSIC50886.2020.9267828
6. Valentina Aleeva, Rifkhat Aleev. Investigation and Implementation of Parallelism Resources of Numerical Algorithms // ACM Transactions on Parallel Computing. 2023. Vol. 10. no. 2, Article number 8. P. 1‒64. DOI: 10.1145/3583755
7. Aleeva V. N., Aleev R. Zh. High-Performance Computing Using Application of Q-determinant of Numerical Algorithms // Proceedings ‒ 2018 Global Smart Industry Conference, GloSIC 2018. IEEE. 2018. 8 p. Article number 8570160. DOI: 10.1109/GloSIC.2018.8570160
8. Aleeva V., Bogatyreva E., Skleznev A., et al. Software Q-system for the Research of the Resource of Numerical Algorithms Parallelism // Supercomputing. RuSCDays 2019. Communications in Computer and Information Science. 2019. Vol. 1129. P. 641‒652. DOI: 10.1007/978-3-030-36592-9_52
9. Aleeva V. N., Sharabura I. S., Suleymanov D. E. Software System for Maximal Parallelization of Algorithms on the Base of the Conception of Q-determinant // Parallel Computing Technologies (PaCT 2015). Lecture Notes in Computer Science. 2015. Vol. 9251. P. 3‒9. DOI: 10.1007/978-3-319-21909-7_1
10. Воеводин В. В., Воеводин Вл. В. Параллельные вычисления. СПб.: БХВ-Петербург, 2002. 608 с.
11. Antonov A. S., Dongarra J., Voevodin V. V. AlgoWiki Project as an Extension of the Top500 Methodology // Supercomputing Frontiers and Innovations. 2018. Vol. 5, no. 1. P. 4‒10. DOI: 10.14529/jsfi180101
12. Bosilca G., Bouteiller A., Danalis A., et al. Flexible Development of Dense Linear Algebra Algorithms on Massively Parallel Architectures with DPLASMA // 2011 IEEE International Symposium on Parallel and Distributed Processing Workshops and Phd Forum. 2011. P. 1432‒1441. DOI: 10.1109/IPDPS.2011.299
13. Bosilca G., Bouteiller A., Danalis A., et al. PaRSEC: Exploiting Heterogeneity to Enhance Scalability // Computing in Science & Engineering. 2013. Vol. 15, no. 6. P. 36‒45. DOI: 10.1109/MCSE.2013.98
14. Balaprakash P., Dongarra J., Gamblin T., et al. Autotuning in High-Performance Computing Applications // Proceedings of the IEEE. 2018. Vol. 106, no. 11. P. 2068‒2083. DOI: 10.1109/JPROC.2018.2841200
15. Bauer M., Treichler S., Slaughter E., and A. Aiken A. Legion: Expressing locality and independence with logical regions // SC ‘12: Proceedings of the International Conference on High Performance Computing, Networking, Storage and Analysis. 2012. P. 1‒11. DOI: 10.1109/SC.2012.71
16. Алеева В. Н. Автоматизированное проектирование и исполнение эффективных программ для численных алгоритмов // Вестник ЮУрГУ. Серия: Вычислительная математика и информатика. 2023. Т. 12, № 3. С. 31‒49. DOI: 10.14529/cmse230303
17. Manatin P., Aleeva V. Efficient Implementation of Numerical Algorithms Based on a Lexical Analyzer // Parallel Computational Technologies. PCT 2024. Communications in Computer and Information Science. 2024. Vol 2241. P. 107‒121. DOI: 10.1007/978-3-031-73372-7_8
18. Leung J. Y.-T., Zhao H. Scheduling problems in master-slave model // Annals of Operations Research. 2008. Vol. 159. P. 215‒231. DOI: 10.1007/s10479-007-0271-4
Рецензия
Для цитирования:
Алеева В.Н. Разработка программных систем автоматизированного проектирования и исполнения программ для эффективной реализации численных алгоритмов на основе концепции Q-детерминанта. Вестник НГУ. Серия: Информационные технологии. 2025;23(1):5-18. https://doi.org/10.25205/1818-7900-2025-23-1-5-18
For citation:
Aleeva V.N. Development of Software Systems for Computer-aided Design and Program Execution for the Effective Implementation of Numerical Algorithms Based on the Concept of Q-determinant. Vestnik NSU. Series: Information Technologies. 2025;23(1):5-18. (In Russ.) https://doi.org/10.25205/1818-7900-2025-23-1-5-18
Просмотров:
40
Послать статью по эл. почте 