Tytuł artykułu
Autorzy
Identyfikatory
Warianty tytułu
Effectiveness of mechanisms of Parallel Computing Toolbox for Matlab used in simulations of bodies system’s movements in gravitational field
Języki publikacji
Abstrakty
W pracy przedstawiono zrównoleglone programy symulacji wykonane w systemie MATLAB, pozwalające na ilustrację wpływu warunków początkowych na ruch ciała lekkiego w trójkątnym układzie trzech ciał ciężkich, uzyskanie zbioru torów złożonych układów N-ciał, prezentacje trajektorii ruchu wokół stabilnych punktów libracji Lagrange’a w ramach ograniczonego, kołowego problemu trzech ciał. Do implementacji wykorzystano mechanizmy modułu Parallel Computing Toolbox, m.in. takie jak: pętla zrównoleglona (parfor), komenda działająca zgodnie z koncepcją jednoczesnego uruchamiania tego samego kodu programu dla wielu danych (spmd), zadania wsadowe (jobs). Zastosowane metody zrównoleglenia symulacji pozwoliły na przyspieszenie realizacji zadań modelowania ruchu układów ciał w polu grawitacyjnym, uruchamianych na komputerach z procesorami wielordzeniowymi. W pracy dokonano porównania wydajności zaproponowanych programów symulacyjnych i użytych mechanizmów zrównoleglania obliczeń.
The paper describes parallelized programs implemented in MATLAB designated for simulations of bodies movements in a gravitational field. They allow to illustrate hyper-sensivity a weightless body movement to initial conditions in the triangular system of 3 heavy bodies. Programs generate orbits for complex N-body systems. They present trajectories near stable libration points (Lagrangian points) for the circular restricted three-body problem. Some mechanisms of Parallel Computing Toolbox were used in simulation program implementations, e.g.: parallel FOR-loop (parfor), statement based on the concept – single program multiple data (spmd) and jobs/tasks. Those methods of parallelization let speedup simulations executed on machines with multi-core processors. The paper presents experimental results that show effectiveness of proposed solutions and applied parallelization methods.
Czasopismo
Rocznik
Tom
Strony
33--74
Opis fizyczny
Bibliogr. 23 poz.
Twórcy
autor
- Politechnika Śląska, Instytut Informatyki, Gliwice, Akademicka 16, pokój 313, tel. 32-2371114, dariusz.augustyn@polsl.pl
Bibliografia
- 1. Skowronek M.: Modelowanie cyfrowe. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2008.
- 2. The MathWorks. (2010). MATLAB and Simulink for Technical Computing. http://www.mathworks.com.
- 3. Parallel Computing Toolbox - MATLAB (2010). http://www.mathworks.com/products- /parallel-computing.
- 4. Solve initial value problems for ordinary differential equations - MATLAB (2010). http://www.mathworks.com/access/helpdesk/help/techdoc/ref/odel 13.html?BB=l.
- 5. Augustyn D. R., KuncS.: Efektywność programów symulacji ciągłych układów dynamicznych, wykorzystujących moduł Parallel Extensions to .NET Framework, uruchamianych na komputerach z procesorami wielordzeniowymi. Studia Informatica Vol. 31, No. 3 (91), Gliwice 2010.
- 6. Advanced Topics :: Parallel for-Loops (parfor) (Parallel Computing Toolbox. (2010) http://www.mathworlcs.com/access/helpdeslelp/toolbox/distcomp/brdqtij-l.htmlbq-of7-l.
- 7. Single Program Multiple Data (spmd) (Parallel Computing Toolbox(tm)). (2010) http ://www.mathworks.corri/access/helpdesk/help/toolbox/distcomprukbno-l. html.
- 8. Interactive Parallel Command Window - MATLAB. (2010) http://www.mathworks.com-/access/helpdesk/help/toolbox/distcomp/pmode.html.
- 9. Working with Codistributed Arrays :: Math with Codistributed Arrays (Parallel Computing Toolbox(tm)). (2010) http://www.mathworks.com/access/helpdesk/help/toolbox-/distcomp/bqi9fln-1 .html.
- 10. Amdahl G.M.: Validity of the single-processor approach to achieving large scale computing capabilities. In AFIPS Conference Proceedings vol. 30 (Atlantic City, N.J., Apr. 18-20). AFIPS Press, Reston, Va., 1967.
- 11. Amdahl's law - Wikipedia. (2010). http://en.wikipedia.org/wiki/Amdahrs_law.
- 12. Barnes J., Hut P.: A hierarchical 0(NlogN) force calculation algorithm, Nature, vol. 324 1986.
- 13. Morzymas J.: Poglądowa geometria równowagi trzech ciał. Nauczanie fizyki w wyższych szkołach technicznych. XHI Konferencja, Wrocław 2000. http://www.if.pwr.wroc.pl-/~kon2000/PRACE/Mozrzymas.doc.
- 14. Lagrangian point. (2010) http://en.wikipedia.orgVwiki/Lagrangian_point.
- 15. Solar and Heliospheric Observatory Homepage. (2010) http://sohowww.nascom.nasa.gov.
- 16. Programming and Data Types :: Function Reference (MATLAB(r)). Cell Arrays. (2010) http://www.mathworks.eom/access/helpdesk/help/techdoc/ref/fl6-42340.html#fl6-6840.
- 17. Cell Arrays and Their Contents | Loren on the Art of MATLAB. (2006) http://blogs.mathworks.com/loren/2006/06/21/cell-arrays-and-their-contents.
- 18. Parallel Computing Toolbox. Job and Task Programming. (2010) http://www-mathworks.com/access/helpdesk/help/toolbox/distcomp/fl -6010.html#fl -7659.
- 19. Charles A.: Notes: Parallel MATLAB. (2010) http://users.ece.gatech.edu/~acharles6-/MATLAB_ParDoc.pdf.
- 20. Parallel Computing Toolbox - MATLAB (2010). http://www.mathworks.com/products-/parallel-computing.
- 21. Augustyn D. R., Kunc S.: Moduł translacji języka MATLAB na C#, wspomagający tworzenie programów symulacji ciągłych układów dynamicznych, działających w środowisku uruchomieniowym .NET. Studia Informatica Vol. 31 No. 3 (91), Gliwice 2010.
- 22. Wierzbiński S.: Mechanika nieba. PWN, Warszawa 1973.
- 23. Augustyn D.R., Warchał Ł.: Cloud Service Solving N-Body Problem Based on Windows Azure Platform. Communications in Computer and Information Science, Volume 79, Computer Networks, Springer-Verlag, 2010.
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-article-BSL7-0050-0018