ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΠΑΡΑΛΛΗΛΗΣ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΣΤΑ ΠΕΠΕΡΑΣΜΕΝΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ.

Abstract

IN THIS THESIS IS DESCRIBED A PARALLEL FINITE ELEMENT SYSTEM (PARFES) USED FORTHE EXPLOITATION OF PARALLEL PROCESSING TECHNIQUES ON FINITE ELEMENT ANALYSIS FOR STRUCTURAL APPLICATIONS. PARFES RUNS ON MULTIPLE INSTRUCTION MULTIPLE DATA (MIMD) TYPE PARALLEL COMPUTERS FOLLOWING THE COMMUNICATING SEQUENTIAL PROCESSES (CSP) MODEL OF MIMD PARALLEL COMPUTATION AS IMPLEMENTED IN PARALLEL PROGRAMMING LANGUAGE OCCAM. THE MAIN DESIGN GOALS FOR PARFES ARE: A) SOFTWARE PORTABILITY, WHICH MEANS THAT THE SAME SOFTWARE SOURCE SHOULD RUN UNCHANGED ON ALL MIMD PARALLEL COMPUTERS THAT FOLLOW THE CSP MODEL. B) SOFTWARE ADAPTABILITY, WHICH MEANS THAT THE SAME SOFTWARE SOURCE SHOULD RUN UNCHANGED ON ALL ABOVE PARALLEL COMPUTERS HAVING ANY NUMBER OF PROCESSORS AND ARBITRARY INTERCONNECTION BETWEEN THEM. NEW NOVEL PARALLEL TECNIQUES ARE PROPOSED FOR THE GENERATION OF ELEMENT STIFFNESSES AND LOADINGS AND THE EVALUATION OF ELEMENT STRESSES. FURTHERMORE A NEW NOVEL PARALLEL SOLUTION METHOD FOR THE GLOBAL LINEAR SYSTEM OF THE STRUCTURE IS PROPOSED (ASYNCHRONOUS SYSTOLIC MULTIPLE GAUSS JORDAN (ASMGJ)). THE PROPOSED TECNIQUES WERE IMPLEMENTED ON PARALLEL COMPUTERS WITH VARIABLE NUMBER OF TRANSPUTER PROCESSORS. WITH THE USE OF THE IMPLEMENTED VERSIONS OF PARFES PARTICULAR STRUCTURAL ANALYSIS FINITE ELEMENT PROBLEMS HAVE BEEN SOLVED. THE SOLUTION TIME FOR ONE OR MORE PROCESSORS WAS MEASURED AND THERESULTING SPEEDUP AND EFFICIENCY IS PRESENTED AND IS COMMENTED. WITH THE PRESENTED IMPLEMENTATIONS OF PARFES IS PROVED THAT THE PROPOSED PARALLEL ALGORITHMS PRODUCE SIGNIFICANT GAINS FOR THE (ABSTRACT TRUNCATED)

ΣΤΗΝ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΑΥΤΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΕΤΑΙ ΕΝΑ ΠΑΡΑΛΛΗΛΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΕΠΕΡΑΣΜΕΝΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ (PARALLEL FINITE ELEMENT SYSTEM, PARFES) ΤΟ ΟΠΟΙΟ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΕΙ ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΠΑΡΑΛΛΗΛΗΣ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΣΤΗΝ ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ ΜΕ ΤΗΝ ΜΕΘΟΔΟ ΤΩΝ ΠΕΠΕΡΑΣΜΕΝΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ. ΤΟ PARFES ΕΚΤΕΛΕΙΤΑΙ ΣΕ Η/Υ ΠΟΛΛΑΠΛΩΝ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΩΝ, ΠΟΛΛΑΠΛΩΝ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ (ΠΠΠΔ) (MULTIPLE INSTRUCTION MULTIPLE DATA (MIMD)) ΚΑΙ ΑΚΟΛΟΥΘΕΙ ΤΟ ΜΟΝΤΕΛΟ ΤΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΟΥΝΤΩΝ ΣΕΙΡΙΑΚΩΝ ΔΙΕΡΓΑΣΙΩΝ (ΕΣΔ) (COMMUNICATING SEQUENTIALPROCESSES (CSP)) ΟΠΩΣ ΕΧΕΙ ΥΛΟΠΟΙΗΘΕΙ ΣΤΗΝ ΠΑΡΑΛΛΗΛΗ ΓΛΩΣΣΑ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΥ OCCAM. ΟΙ ΚΥΡΙΟΙ ΣΤΟΧΟΙ ΚΑΤΑ ΤΟΝ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟ ΤΟΥ PARFES ΗΤΑΝ: Α) ΜΕΤΑΦΕΡΤΟΤΗΤΑ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ (PORTABILITY), ΤΟ ΟΠΟΙΟ ΣΗΜΑΙΝΕΙ ΟΤΙ Ο ΚΩΔΙΚΑΣ ΤΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ ΘΑ ΕΚΤΕΛΕΙΤΑΙ ΧΩΡΙΣ ΟΥΣΙΑΣΤΙΚΕΣ ΑΛΛΑΓΕΣ ΣΕ ΠΠΠΔ ΠΑΡΑΛΛΗΛΟΥΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΕΣ ΟΙ ΟΠΟΙΟΙ ΑΚΟΛΟΥΘΟΥΝ ΤΟ ΜΟΝΤΕΛΟ ΕΣΔ. Β) ΠΡΟΣΑΡΜΟΣΤΙΚΟΤΗΤΑ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ (ADAPTABILITY),ΤΟ ΟΠΟΙΟ ΣΗΜΑΙΝΕΙ ΟΤΙ Ο ΚΩΔΙΚΑΣ ΤΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ ΘΑ ΕΚΤΕΛΕΙΤΑΙ ΧΩΡΙΣ ΟΥΣΙΑΣΤΙΚΕΣ ΑΛΛΑΓΕΣ ΣΤΟΥΣ ΠΑΡΑΠΑΝΩ ΠΑΡΑΛΛΗΛΟΥΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΕΣ ΟΙ ΟΠΟΙΟΙ ΘΑ ΜΠΟΡΟΥΝ ΝΑ ΕΧΟΥΝ ΟΠΟΙΟΝΔΗΠΟΤΕ ΑΡΙΘΜΟ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΤΩΝ ΣΥΝΔΕΟΜΕΝΩΝ ΜΕ ΚΑΘΕ ΤΡΟΠΟ ΜΕΤΑΞΥ ΤΟΥΣ. ΝΕΕΣ ΠΡΩΤΟΤΥΠΕΣ ΠΑΡΑΛΛΗΛΕΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΠΡΟΤΕΙΝΟΝΤΑΙ ΓΙΑ ΤΗΝ ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΤΩΝ ΑΚΑΜΨΙΩΝ, ΤΩΝ ΦΟΡΤΙΣΕΩΝ ΚΑΙ ΤΟΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟ ΤΩΝ ΤΑΣΕΩΝ ΤΩΝ ΠΕΠ. ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ. ΕΠΙΣΗΣ ΜΙΑΝΕΑ ΠΡΩΤΟΤΥΠΗ ΠΑΡΑΛΛΗΛΗ ΜΕΘΟΔΟΣ ΠΡΟΤΕΙΝΕΤΑΙ ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΠΙΛΥΣΗ ΤΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΕΞΙΣΩΣΕΩΝ (ΑΣΥΓΧΡΟΝΗ ΣΥΣΤΟΛΙΚΗ ΠΟΛΛΑΠΛΗ GAUSS JORDAN, ASYNCHRONOUS SYSTOLIC MULTIPLE GAUSS JORDAN (ASMGJ)). ΟΙ ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΕΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΕΧΟΥΝ ΥΛΟΠΟΙΗΘΕΙ ΣΕ ΠΑΡΑΛΛΗΛΟΥΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΕΣ ΜΕ ΜΕΤΑΒΑΛΛΟΜΕΝΟ ΑΡΙΘΜΟ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΤΩΝ ΤΥΠΟΥ TRANSPUTER. ΜΕ ΤΗΝ ΧΡΗΣΗ ΤΩΝ ΥΛΟΠΟΙΗΣΕΩΝ (ΠΕΡΙΚΟΠΗ ΠΕΡΙΛΗΨΗΣ)