Using asynchronous programming to improve computer simulation performance in energy systems
Anotacija
Dėl vis sudėtingėjančių šiuolaikinių energetikos sistemų, auga poreikis prognozuoti energijos suvartojimą ir gamybą, optimizuoti procesus ir kurti naujas technologijas energetikos sektoriuje, analizuoti energetikos sistemų plėtros scenarijus ir kurti jų plėtros strategiją. Poreikis didinti kompiuterinio modeliavimo efektyvumą energetikos sektoriuje veiksmingai sprendžiamas naudojant šiuolaikines kompiuterių architektūras ir pažangias programinės įrangos priemones, kurios pagreitina skaičiavimams imlių užduočių vykdymą. Šiame straipsnyje daugiausia dėmesio skiriama skaičiavimams imlių algoritmų našumui didinti naudojant Thomaso algoritmą, taikant šiuolaikinius asinchroninio programavimo metodus. Straipsnyje pateikiami klasikiniai ir vystomi asinchroniniai iššlavimo metodo algoritmai, įvertinant tiesinių lygčių sistemų sprendimo laiką ir iššlavimo metodo iki 5 × 107 eilės efektyvumą. Programos kodas sukurtas naudojant Microsoft Visual Studio C++ ir standartinį asinchroninio programavimo šabloną. Skaitiniai eksperimentai parodė, kad asinchroninio algoritmo įgyvendinimo greitį galima padidinti 1,87–2,91 karto. Darbo rezultatai atitinka mokslinės literatūros duomenis ir autorių anksčiau gautus rezultatus panašiuose tyrimuose naudojant alternatyvią lygiagrečiojo programavimo programinę įrangą. Apibendrinant galima teigti, kad darbo rezultatai lemia tolesnio skaičiavimo uždavinių lygiagretaus realizavimo metodų ir technologijų vystymo galimybes naudojant triįstrižainės matricos algoritmą. Šie metodai gali būti taikomi kuriant įvairius energetinių procesų ir sistemų kompiuterinius modelius, pagrįstus tiesinių lygčių sistemų su triįstrižainėmis matricomis sprendimu kompiuteriuose, kurių architektūra yra daugiaprocesorinė arba daugiabranduolinė.