commit d3897fb6d11788f3a9621142d6d5ed776bc849bc
parent 6ae50d34d69466156c90a36e1ef016cb8a742441
Author: Ivan Gankevich <igankevich@ya.ru>
Date: Fri, 22 Jun 2018 16:02:44 +0300
Finish the notes for the last part.
Diffstat:
2 files changed, 126 insertions(+), 9 deletions(-)
diff --git a/arma-slides.org b/arma-slides.org
@@ -3,12 +3,12 @@
#+DATE: Санкт-Петербург, 2018
#+LANGUAGE: ru
#+LATEX_CLASS: beamer
-#+LATEX_CLASS_OPTIONS: [14pt,aspectratio=169,ignorenonframetext]
+#+LATEX_CLASS_OPTIONS: [14pt,aspectratio=169]
#+LATEX_HEADER_EXTRA: \input{slides-preamble}
#+BEAMER_THEME: SaintPetersburg
#+OPTIONS: todo:nil title:nil ':t toc:nil H:2
#+STARTUP: indent
-#+PROPERTY: header-args:R :results graphics :exports results :cache yes :eval no-export
+#+PROPERTY: header-args:R :results graphics :exports results :eval no-export
#+begin_export latex
\setbeamertemplate{title page}{%
@@ -26,6 +26,7 @@
\setbeamerfont{block title}{size=\small}
\setbeamerfont{note page}{size=\footnotesize}
\setjobnamebeamerversion{arma-slides}
+\mode*
#+end_export
* Введение
@@ -195,14 +196,11 @@ digraph G {
Основным отличием модели АРСС от линейных аналогов является
- использование автоковариационной функции вместо частотно-направленных спектров
- морского волнения,
-- отсутствие периодичности, поскольку период реализации равен периоду генератора
- псевдослучайных чисел, и
+ морского волнения и
- нефизическая природа модели, поскольку ее формулы не выводятся из
законов сохранения для морского волнения.
Обсудим каждое из них по порядку.
-
** АКФ морской поверхности
:PROPERTIES:
:BEAMER_act: <presentation>
@@ -964,6 +962,8 @@ arma.plot_velocity_potential_field(
:BEAMER_act: <presentation>
:END:
+#+beamer: \label{slide-implementation}
+
#+header: :width 1.6 :height 1.6 :bg #F5F6F5 :font sans
#+begin_src R :file build/slides-ar-cubes-ru.pdf
source(file.path("R", "common.R"))
@@ -982,12 +982,54 @@ arma.plot_ar_cubes_2d_v2(
)
#+end_src
+#+RESULTS:
+[[file:build/slides-ar-cubes-ru.pdf]]
+
+** Notes
+:PROPERTIES:
+:BEAMER_env: ignoreheading
+:END:
+
+#+beamer: \spbuSlide{slide-implementation}
+
+Программный комплекс состоит из программных реализаций модели АРСС и линейной
+модели Лонге---Хиггинса и метода вычисления давлений. Для каждой модели и метода
+написана параллельная реализация для систем с общей памятью. Высокая
+производительность обеспечивается параллельной реализацией каждой модели и
+метода для систем с общей памятью и использованием быстрых преобразований Фурье,
+где это возможно.
+
+Программная реализация модели авторегрессии включает в себя планировщик задач,
+который обеспечивает параллельную генерацию отдельных блоков, на которые
+разделяется взволнованная поверхность, с учетом авторегрессионных зависимостей.
+Сама формула модели сводится к вычислению большого количества полиномов, что
+эффективно реализуется с помощью инструкций процессора FMA (Fused Multiply-Add).
+
+Программная реализация модели Лонге---Хиггинса сводится к простому параллельному
+суммированию гармоник в каждой точке поверхности.
+
+Вычисление коэффициентов авторегрессии реализуется стандартным методом решения
+систем линейных алгебраических уравнений с симметричными матрицами. Вычисление
+коэффициентов скользящего среднего реализуется методом простой итерации.
+
+Практически все остальные модели и методы используют быстрое преобразование
+Фурье.
+- Программная реализация модели скользящего среднего сводится к параллельной
+ свертке на основе быстрых преобразований Фурье.
+- Программная реализация вычисления давлений сводится к четырем быстрым
+ преобразованиям Фурье с большим количеством трансцендентных математических
+ функций.
+- Вычисление автоковариационной функции сводится к трем быстрым преобразованиям
+ Фурье.
+
** Система с общей памятью
:PROPERTIES:
:header-args:R: :results output raw :exports results
:BEAMER_act: <presentation>
:END:
+#+beamer: \label{slide-smp}
+
#+beamer: \small
#+header: :results output raw :exports results
#+name: tab-arma-performance
@@ -1004,8 +1046,8 @@ model_names <- list(
Row.names="\\orgcmidrule{2-4}{5-6}Подпрограмма"
)
row_names <- list(
- determine_coefficients="Определение коэффициентов",
- validate="Проверка модели",
+ determine_coefficients="Определение коэф.",
+ validate="Проверка сходимости",
generate_surface="Генерация поверхности",
nit="НБП",
write_all="Запись вывода в файл",
@@ -1018,11 +1060,29 @@ arma.print_openmp_vs_opencl(model_names, row_names)
#+attr_latex: :booktabs t
#+RESULTS: tab-arma-performance
+** Notes
+:PROPERTIES:
+:BEAMER_env: ignoreheading
+:END:
+
+#+beamer: \spbuSlide{slide-smp}
+
+На слайде представлены результаты тестирования производительности различных
+компонент программного комплекса на системах с общей памятью с использованием
+OpenMP (процессора) и OpenCL (видеокарты). Из таблицы видно, что
+- большую часть времени система тратит на генерацию взволнованной поверхности,
+- использование видеокарты выгодно только для модели Лонге---Хиггинса и
+ вычисления давлений и
+- модель авторегрессии более производительна, чем модель скользящего среднего,
+ несмотря на использование быстрых преобразований Фурье.
+
** Система с распределенной памятью
:PROPERTIES:
:BEAMER_act: <presentation>
:END:
+#+beamer: \label{slide-mpp}
+
#+header: :width 2 :height 2 :bg #F5F6F5 :font sans
#+begin_src R :file build/slides-bscheduler-performance-ru.pdf
source(file.path("R", "benchmarks.R"))
@@ -1039,6 +1099,24 @@ arma.plot_bscheduler_performance_data(
title(xlab="Размер взволнованной поверхности", ylab="Время, сек.")
#+end_src
+#+RESULTS:
+[[file:build/slides-bscheduler-performance-ru.pdf]]
+
+** Notes
+:PROPERTIES:
+:BEAMER_env: ignoreheading
+:END:
+
+#+beamer: \spbuSlide{slide-mpp}
+
+Для модели авторегрессии сделана реализация для систем с распределенной памятью
+и отказоустойчивый планировщик задач. Планировщик позволяет добиться увеличения
+производительности с увеличением количества узлов, которое близко к линейному
+(график слева). Также планировщик позволяет продолжить вычисления, даже если
+один из узлов кластера выходит из строя. При этом перезапускается только та
+часть задачи, которая вычислялась на вышедшем из строя узле, и теряется
+производительность только этого узла.
+
** Диаграмма :noexport:
:PROPERTIES:
:BEAMER_env: fullframe
@@ -1129,17 +1207,35 @@ title(xlab="Размер взволнованной поверхности", yla
:BEAMER_act: <presentation>
:END:
+#+beamer: \label{slide-conclusion}
+
- Разработана трехмерная модель для генерации волн произвольных амплитуд.
- Разработан метод вычисления поля давлений без предположений о малости амплитуд
волн.
- Разработан программный комплекс для систем с общей и распределенной памятью.
+** Notes
+:PROPERTIES:
+:BEAMER_env: ignoreheading
+:END:
+
+#+beamer: \spbuSlide{slide-conclusion}
+
+Цель исследования заключалась в изучении и разработке альтернативных
+математических моделей и численных методов, которые бы позволили выйти за рамки
+линейной теории волн в задаче имитационного моделирования морского волнения. В
+рамках исследования были разработаны
+- трехмерная модель для генерации волн произвольных амплитуд,
+- метод вычисления поля давлений без предположений о малости амплитуд волн,
+- программный комплекс для систем с общей и распределенной памятью.
+
** Апробация
:PROPERTIES:
:BEAMER_act: <presentation>
:END:
-#+latex: \small
+#+beamer: \label{slide-validation}
+#+beamer: \small
- Конференции: ISSW'14, HPCS'15, HPCS'16, HPCS'17.
- Глава в книге The Ocean in Motion (Springer Oceanography).
@@ -1179,6 +1275,25 @@ title(xlab="Размер взволнованной поверхности", yla
#+latex: \setbeamerfont{block title}{size=\normalsize}
+** Notes
+:PROPERTIES:
+:BEAMER_env: ignoreheading
+:END:
+
+#+beamer: \spbuSlide{slide-validation}
+
+Доклады по теме диссертации были представлены на конференциях International Ship
+Stability Workshop и High-Performance Computing & Simulation. По результатам
+исследования опубликована глава в книге The Ocean in Motion.
+
+Модель авторегрессии и метод вычисления давлений были интегрированы в
+программный комплекс Large Amplitude Motion Program (LAMP4).
+
+На основе отказоустойчивого планировщика задач был сделан аналог для фреймворка
+обработки больших массивов данных Apache Spark.
+
+Доклад на конференции HPCS'15 был признан лучшим устным докладом.
+
** Взволнованная морская поверхность :noexport:
:PROPERTIES:
:BEAMER_act: <presentation>
diff --git a/slides-preamble.tex b/slides-preamble.tex
@@ -79,4 +79,6 @@
\end{center}%
}
+\mode<article>{\renewcommand*{\section}[1]{}}
+
\AtBeginSection[]{\frame{\sectionpage}}
