Быстрая установка и тестирование среды для параллельного программирования на примере квантового вариационного метода Монте-Карло

PDF файл (Скачать)

МРНТИ 28.29.53 №2 (2016 г.)

Аннотация Сформулировано краткое введение для начинающего ученного-программиста в параллельное и многопоточное программирование. Приведен пример быстрой установки минимального набора средств для параллельного программирования, написания собственной многопоточной программы, ее компиляции, отладки и запуска. Программный пакет OpenMPI, представляющий собой реализацию программного интерфейса MPI для обмена сообщениями между процессами, рассмотрен как пример и инструмент параллельного программирования для увеличения производительности многоядерных и распределённых вычислительных систем. Представлен пример программы реализующей вариационный метод Монте-Карло для решения уравнения Шредингера в случае квантового гармонического осциллятора написанной для многоядерных и распределённых вычислительных систем. Дано описание с комментариями перехода от написанной однопоточной последовательной программы на С++ к параллельной программе. Ключевые слова: Параллельное программирование, OpenMPI, вариационный метод Монте-Карло, уравнение Шредингера, гармонический осциллятор.

_______________________

Кусаинов А.С., Бейсеков А.К., Тұрмағанбет Г.Б. КВАНТТЫҚ ВАРИЯЦИЯЛЫҚ МОНТЕ-КАРЛО ӘДІСІ МЫСАЛЫ АРҚЫЛЫ ПАРАЛЛЕЛЬ ПРОГРАММАЛАУҒА АРНАЛҒАН ОРТАНЫ ЖЫЛДАМ ҚОНДЫРУ ЖӘНЕ ТЕСТІЛЕУ

Түйіндеме Бастаушы ғылыми-программисттің параллель және көпағынды программалауға арналған қысқаша кіріспесі қалыптастырылған. Параллель программалауға арналған минималды құралдар жиынтығын жылдам қондыру, өзіндік көпағынды программалардың жазылуы, оның компилляциялары, ретке келтіру мен іске қосу мысалдары келтірілген. Процесстер арасындағы хабар алмастырушы MPI программалық интерфейсінің жүзеге асуын көрсетуші OpenMPI программалық пакеті көпядролы және таралған есептеу жүйелерінің өнімділігін арттыру үшін параллель программалаудың мысалы мен құралы ретінде қарастырылған. Көпядролы және таралған есептеу жүйелеріне жазылған кванттық гармоникалық осциллятор кезіндегі Шредингер теңдеуін шешуге арналған варияциялық Монте-Карло әдісін іске асырушы программа мысалы келтірілген. Параллель программаға С++-те бірағынды ретті жазылған программаға сипаттама мен түсіндірмелер берілген. Түйінді сөздер: Параллель программалау, OpenMPI, вариациялық Монте-Карло әдісі, Шредингер теңдеуі, гармоникалық осциллятор.

_______________________

Kussainov A.S. *, Beisekov A. K., Turmaganbet G.B. FAST INSTALLATION AND TESTING OF THE ENVIRONMENT FOR PARALLEL PROGRAMMING ON THE EXAMPLE OF THE QUANTUM VARIATIONAL METHOD OF MONTE CARLO

Abstract. It is formulated a brief introduction for the beginner programmer scientists in the parallel and multi-threaded programming. The example of fast installation of minimal set of tools for the parallel programming, the creation of own multi-threaded program, its compilation, debugging and starting was given. Open MPI software package provides the realization of programming interface of MPI for the exchange of messages between processes, also it is considered as the example and the tool of parallel programming for the increase of performance of multi-core and distributed computing systems. It is presented the example of program, which is realizing variational method of Monte Carlo for the salvation of Schrodinger equation in case of quantum harmonic oscillator, written for the multi-core and distributed computing systems. It is given the explanation with the comments of transition from written single-threaded sequential program to C++ parallel program. Key words: Parallel programming, OpenMPI, variational method of Monte Carlo, Schrodinger equation, harmonic oscillator.

Создатель : Лариса Николаевна Гребцова

Создан : 22 августа 2024