Пупков K.A., Егупов Н.Д. Высокоточные системы самонаведения (2011) (1152001), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Работа 1133! Валяется прололжением исследований в направлении оптимизации как мультиплнкативной, так и алдитивной сложностей указанных алгоритмов, В ией рассматриваются новые гибридные алгорнтчы умножения матриц, отличающиеся от известных наименьшей операционной сложностью. Динамично разрабатываются матричные вичислительные системы, ориентированные на реализацию клеточных алгоритмов, а также чудь. тнпроцессорние снстечы, в которых олновреиенно используется параллелизм различных уровней; от векторных операций. реализуемих В векторных процессорных элементах (ПЗ), до клеточных операций, под которые выделяются отдельные кластеры ПЗ.
Клеточные методы решения задач больших размеров наиболее широко используются В линейной алгебре, одной нз базовых операций которой являетсн операция матричного умножения, В работе [134[ вгк,рвые представлен быстрый клето)ный метод умножении матриц. позволяющий варьировать размер клеток, нз которые декомпозируютсн исходные матрицы, и получать клеточные аналоги известных алгг)ритмов умножении матриц с минимизированными на 125% мульти))лнкатияной и адаптивной сложностями. В работе [135[ рассмотрены вопросы уменьшения вычислительной сложности клеточных аналшов алгоритмоа матрично)-о умножения. Б Втой статье рассматривается сменшнный клеточный метод умножс- 1)нн матриц, сочетаюший метод 1Втрз)юсиа 1135) с быстрым клеточным методом умножения матриц [134[.
Взаимодействие которых приводит х получению клеточных анзлш'Ов известных алгОритмов мзтрично)О умножения с минимизированными на 25'М иультипликативной н алли- ТИВИОЙ сложностями, В работе [383[ анализируются проблемы математического и тех- нологическОГО характера, КОтпрью !)Онвляк)тся при )проведении нз современных ВысокОпрОнзводительных компьютерах )супсркОмпь)отсрзх) вычислительного чксперимента.
Иа конкретных примерах демонстрируется различие свойств математических и машинных моделей задач вследствие приближенного характера исходных данных и ограничшнюй длины машинного слова, Обсуждается специфика методов компьютерного исследования машинных моделей задач Анализируются проблечь) реализации численных алгоритмов с параллельной организацией Вычислений. Как средство преодоления трудностей, связанных с ис~ледованием и решением машинных моделей задач В условиях приоликенных исхОдных данных нз коз)пьютерзх параллельноЙ архитектуры. предлагаются интеллектуальные технологии на Основе интеллектузль.
ного программного обеспечения„поддерживаемого архитектурными решениямн интеллектуального компьютера и его системного программного Обеспечения, позволяю))шго сушественно перераспределить р~б~~~ по постановке и решению задач между пользователем и компьютером по сравнению с традиционной технологией. О возможностнх применении интеллектуальных технологий в вычислительном чкспернменте в [383[ сказано тзк; ~Интеллектуальное численное программное Обеспечение длн исследования и решения задач вычислительной математики с приближенно заланнымн исходными да)н)ыми поддерживает: автоматический режим полного исследования и решения задач, решение задач выбранной программой из библиотеки реализованы классы задач: — решение систем линейных алгебраических уравнений; — решение алгебраической проблемы собственных значении: — решение системы нелинейных алгебраических и трансцендентных уравнений; — решение системы обыкновенных дифференциальных уравнений с начальными условия))и, Прик,)адное программное обеспечение, например, для исследования н решения задач анализа прочности конструкций может содержать с)и.'яства: фор))нровання геометричсскОЙ модели конструкции нз Основе моделей.
имею)цнхся в банке данных; — формирования в компьютере математической модели задачи; — формирования конечно-)леыентной или конечно-разностной модели задачи; — визуализации конечно-элементного покрытия злемента или исследуемой конструкции; — формирования В ЗВТОмзтичсскпм режиме дискрстнОЙ ИОдели за" дачи н рассылки данных пО прОцессорзм ВыбраннОЙ тополоГИН; — обрашения к интеллектуальноз)у численному программному обес. печению для )исследования и решения сформулированных конечно-злеыентных задач на М)М))-компьютере с визуализацией полученных роз)льтатов; ЗНЗЛИЗЗ ДОСТОВЕЙНОСТИ ПОЛУЧЕННОГО КОНЕЧНО-ЗЛЕМЕНТНОГО ИЛИ КО- иечно-разностного решении, Интеллектуальные рабочие станции Инпарком могут применяться кзк средство отладки параллельных программ для суперкомпьютеров .
В разделе ех.пнсок литерзтурыэ приведен достаточно полныЙ спи. сок источников, которые имеют прямое отношение к тем теоретическим положениям, которые послужили базой для разработки алгоритмиче- ского и программного обеспечения аппарата вычислительного зкспери- мента, рассмотренного в книге, Приведем основные источники, кото. рые могут быть использованы в практической работе проектировщиков: [12, 13, 14, 16, 17, 18, 30, 50, 73-76, 97, 98, 99, 133-137, 145, 146, 149, 150, 155. 156, 160, 16), 165-!73, 190-)93, 197, 204, 205, 231. 245-246, 254, 257. 286-295, 3!2. 316, 321, 326-331, 351, 366, 376, 381-383.
404, 407, 429, 430, 443, 446, 452. 454-461, 469, 471, 472 н др.). ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ: ЭТАП ВЫБОРА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМЫ САМОНАВЕДЕНИЯ, ПОСТРОЕНИЯ ЕЕ ОБОБЩЕННОЙ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ И ЕОРМУЛИРОВКИ ЗАДАЧ РАСЧЕТА И ПРОЕКТИРОВАНИЯ Важным этапом реализации вычислительного эксперимента с целью рец(ения спектра задач. содержание которых детально рассмотрено во Введении, является выбор структурной схемы системы и технических средств ее реализации иа стадии предварительного проектирования (на стадии НИР), Уже на этой стадии Вычислительный эксперимент используется для предварительной оценки основных характеристик н оптимизации системы с использованием критериев, определяемых указанными характеристиками.
Второй этап — у~очнение и конкретизация структурной схемы системы на стадии зскижюго проектирования и развертывания масцгтзб иых работ по реализации вычислительного эксперимента, при зтод исследуются модели как элементов. так и систем~ в цег!Оз(, На этом этапе может быть и(пользовано и физическое моделирование, При создании новых систем требуется суц(ественнзя модификация математических моделей, созданных раисе систем, з иногда возникает необходимость в построении принципиально новых моделей.
Рассматриваемый этап — едва ли не самый важный и трудный. Часто удачный выбор или построение мзтемзтической модели (ММ! является рец(аюц(им ц!агом к достижению цели. Одна из сусцествениых трудностей построения ММ вЂ” это обьективное противоречие между желанием сделать Описдние динамики систеь!ы кзк можно 6Олее полным, что усложия(т ММ и аппарат ее исследования. и неОбходимость!О иметь достаточно простую модель, исследование которой возможно аналитическими методами.
Каь правило, !юлезной является разработка нескольких упроц(снных варнаьчов принимаемой модели. Зада ги исследования и синтеза снстсы с использованием упрогценных моделей весьма полезны в течении реализации всего п(кн!есса расчета и проекткроаания. Такие уг(роц(епные модели часто позволяют получить ответы на мнпгнс прнппнппзльпыс во!Чкюы н понять основные зако!юмерности пов(д( ння модели с высокой съ пенью адекватности реальной системс, В гл.! рассматриваются ММ элем(нтов системы самонзведения и снстемь! в целом. Ключевое положение дальней!Него изложения основано на факте, что (резмерпое упроц(сине математической модели чдсто ябляются недОпустиь!ы(1, так как р(зультгмы исследОВаний В этОм случае могут не отображать наиболее характерных свойств системы.
Вся.и " 1уетв и ихсВОН' Вр л и' рожденных наличием в ней нелинейных зВеньев, а также сугцествен1ю пестационарпых элементов, приводит: ° с одной сторонь!. к высокой степени адекватности ММ ревхьной систехю, ° с другой стороны, к такому усложнения(ММ н аппарата рец(ения зВТ!Вч расчета и проектирования систсм управления сзмонаводя(цихся ракет, которое порождает необходимость рассмотрения весьма сложных вопросов, разработки нового аналитического аппарата — базы вычислительио!о эксперимента н соответствуюц(его алгоритмического обеспечения. По этому поводу крупный ученый — ректор Самарского !.Осуддр.
ствеиного аэрокосмического университета имени С. П. Королевж доктор технических наук. профессор Е.Шахматов говорит: Программа развнтия университета отражает, в основном, информационные компьютерные технологии в области л(тательных аппаратов, создания виртуальных моделей самолетов, двигателей космических аппаратов, ракет-носителей, а также подготовку специалистов, которые обеспечат прорыв в производственной сфере. Чтобы авиационный двигатель проц(е(! весь путь от исходного технического задания и до серийного прои(подстав, раньюе требовалось как минимум 10-15,яет, Сейчас мы пс располагаем этим временем, но хотим сохранить конкурентоспособность.
Гхли Россия, при протяженности ее территорией. ие будет конкурентоспособна в области авиационных и космических технологий, то сохранить страну будет и(.'аозмож ио й ситуация схлздывается не самая радужная. С каждым годом мы все болыпе отстаем по сравнению с ведуц(нми мировыми державамн, обладаюц(иын этими технологиями. Даже от Китая мы скоро сможем ~тстать. Я убедился в этом. побывав три недели назад в Китае. Поэтому нам необходимы прорывные технологии, связанные с информационным обеспечением стадий моделирования. проектирования, виртуальных испытаний создаваемых объектов, И только потом следует выход на производство, когда виртуальная модель доведена прак- й»»г»»»«»»« «»8«»»««Ъ«« г«»»»«««» «г««««»»««« «» ч«»»»«« тически до сове!Ипенствз. И если Все ато в электрон»юм ниде Оул»»т передано иа производство алсмснток и состанлякхгцих частей летзт .ль- ЙОГО аппарата, двиГзтеля.
мы получим супгественный Выигру1И как ьо Времеии, тзк н 3 кзчестВС работы, Нз доводку двиГзтеля, напри»ю(ь потребуется уже не двз десятка наделий, Которы~ таменяют ПО кеое необходимости: одно разрушилось„другое ставят, а 2-3 изделия, п»»лтвердивюие ззданныс характеристики, заданные параметры- (47$(. Специфика книги — реализация вычислительных»ксперимен; и с использованием ММ Высокой степени адекватности реальным сист:. мзм. В гл, 1 с целью получения конкретных структурных схем приведены известные ММ элементов систем самонаведения (3, 4, 25. 218, 219.
262, 279, 437(, Основное положение состоит в том. Что все задачи расчета н пр»юктировання в детерминированной и статистической постановках ресоэ ются с помоцгью Вычислительного эксперимента н классе нелииейньх нестзционзриых систем, причем постановки талан и стр» кту» рные схечы Определяютсн этзлзмн прОектнровзния нз соответствую»пих предпрня. ТНЯХ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
