Волжанкина Ксения Александровна

E-mail: 
ksu [dot] nechatrav [dot] sscc [dot] ru

Параллельная программа расчёта надёжности сети. Версия №2.

Тип разработки: 
Программа
Регистрационный номер в ФАП: 
PR19006
Дата регистрации в ФАП: 
2019-12-30
Тематическая направленность: 
Задачи на графах и сетях, параллельные алгоритмы
Разработчики программы (базы данных): 
Аннотация: 

Назначение – программа предназначена для точного расчета надежности сети с использованием на суперЭВМ с распределённой памятью.

Область применения - анализ надёжности и живучести сетей различного назначения

Необходимость в расчёте и оценке показателей надёжности возникает, прежде всего, при структурной оптимизации сетей, как на этапе проектирования, так и при расширении существующих структур. При этом задача точного расчёта надёжности сети с NP-трудна, поэтому без использования суперЭВМ точно вычислить надёжность можно, как правило, только для сетей с количеством элементов около сотни.

Данная программа позволяет осуществлять параллельный точный расчёт надёжности сетей с ненадёжными каналами связи, под надёжностью понимается вероятность связности всех узлов сети. Распараллеливание расчёта основано на известном методе факторизации (ветвления, Мура-Шеннона), соответствующий алгоритм опубликован в [1]. По сравнению с первой версией программы оптимизированы параметры, повышающие масштабируемость программы. Рост производительности является линейным вплоть до 1000 вычислительных ядер. Однако, для структур разной плотности возможны разные оптимальные значения параметров [1].

Входные данные программы – структура сети в виде графа, значения надёжности каналов связи (т.е. вероятности их присутствия).

Выходные данные программы – значение надёжности сети, время расчёта.

Программа работает с представлением графов при помощи полного файла предшественников (списки KAO,FO). Информация в файле должна располагаться следующим образом: первая строка – количество вершин, вторая строка – количество рёбер, третья и четвёртая строка – списки представления графа (элементы списка разделяются запятыми).

[1] Denis A. Migov. Parallel Methods for Network Reliability Calculation and Cumulative Updating of Network Reliability Bounds // Proceedings of the IEEE 3rd Russian-Pacific Conference on Computer Technology and Applications. 2018. P. 1-5.  (DOI: 10.1109/RPC.2018.8482197)

Функциональные возможности – расчёт надёжности сетей с количеством элементов в несколько сотен.

Инструментальные средства создания – C++, MPI .

Алгоритм разработан в рамках гранта РФФИ № 18-07-00460

Версия регистрируемой программы (базы данных): 
2
Использованные при разработке материалы: 
нет
Регистрационный номер в Роспатенте: 
2019664252
Признак доступности программы (базы данных): 
полностью свободный доступ
Требования к аппаратным и программным средствам: 

СуперЭВМ с распределённой памятью

Контактная информация: 
mdinka@rav.sscc.ru

Оптимизация расписания работы светофорных объектов в условиях городского трафика

Тип разработки: 
Программа
Регистрационный номер в ФАП: 
PR19004
Дата регистрации в ФАП: 
2019-12-27
Тематическая направленность: 
Оптимизация. Задачи на графах и сетях
Разработчики программы (базы данных): 
Аннотация: 

Назначение - установление оптимальных значений длин фаз на светофорных объектах в городской транспортной сети.
Область применения - оптимизация и увеличение эффективности транспортной сети мегаполисов.
Используемый алгоритм - в основе программы лежит эвристический алгоритм роя частиц, позволяющий осуществлять эффективный поиск решений с малой или нулевой относительной погрешностью. Для определения качества получаемых решений используется пакет микросимуляционного моделирования SUMO.
Функциональные возможности - расчет длин фаз и сдвигов фаз для заданного участка городской транспортной сети. Размерность решаемых задач - до 50 светофорных объектов (до 5 фаз на каждом СО). 
Инструментальные средства создания - среда разработки VisualStudio 12.0, язык программирования C#, микросимуляционный пакет SUMO

Использованные при разработке материалы: 
Микросимуляционный пакет SUMO https://www.dlr.de/ts/en/desktopdefault.aspx/tabid-9883/16931_read-41000/
Признак доступности программы (базы данных): 
доступ по запросу
Требования к аппаратным и программным средствам: 

Процессор не менее 1.6GHz, не менее 1 GB RAM, не менее 1 GB HDD
Операционная система Windows 7,8,10

Контактная информация: 
vann.davydo@gmail.com

Давыдов Иван Александрович

Телефон: 
+79529364362
E-mail: 
vann [dot] davydovatgmail [dot] com

Коновалова Валерия Михайловна

Телефон: 
89179084700
E-mail: 
loli [dot] loolatmail [dot] ru

Песошин Илья Андреевич

Телефон: 
89872085666
E-mail: 
pesoshin1atgmail [dot] com

Оптимизированный тест Люка-Лемера для сверхбольших чисел Мерсенна

Тип разработки: 
Программа
Регистрационный номер в ФАП: 
PR19008
Дата регистрации в ФАП: 
2019-12-30
Тематическая направленность: 
Теория чисел
Разработчики программы (базы данных): 
Аннотация: 

Назначение - программа предназначена для проверки сверхбольших чисел Мерсенна на принадлежность их к простым числам.
Область применения - теория чисел, тестирование производительности вычислительных систем.

Используемый алгоритм - Используется алгоритм теста Люка-Лемера, в котором сверхбольшие числа представлены в виде динамических линейных массивов в двоичной системе счисления. Арифметические операции над числами выполняются по алгоритмам длинной арифметики. Поиск очередного самого большого простого числа Мерсенна вида 2^PM - 1 , где РM, в свою очередь, простое число, принимающее значения более 57 млн, является весьма трудоемкой задачей. В соответствии с тестом Люка-Лемера выполняется (PM -2) итераций цикла, на каждой из которых определяется целочисленный остаток от деления на число Мерсенна. Эта операция и определяет в основном трудоемкость теста. Только при представлении чисел в двоичной системе счисления представляется возможность упростить эту операцию до одной элементарной операции сложения.

В программе реализован разработанный авторами алгоритм вычисления целочисленного остатка при делении на сверхбольшое чисто Мерсенна в двоичной системе счисления. Целочисленный остаток в двоичной системе счисления определяется как сумма двух частей в записи делимого. Первая часть записи от разряда единиц (нулевой разряд) до разряда с номером (PM - 1), где PM - показатель степени числа Мерсенна. Вторая часть записи от разряда с номером PM и до старшего разряда в записи делимого. Использование данного алгоритма позволяет существенно снизить трудоемкость теста Люка-Лемера и время работы программы. Дополнительно к ранее зарегистрированному алгоритму "Тест Люка-Лемера для сверхбольших чисел Мерсенна" в два раза сокращено количество итераций вложенных циклов при вычислении квадрата целочисленного остаттка с предыдущей итерации теста. При возведении числа в квадрат в двоичной системе счисления сочетание цифр множимого и множителя с одинаковыми номерами разрядов встречаются однократно и в итог сносится 1, а с разными - дважды и в итог сносится 2. Учет этого обстоятельства во фрагменте программы позволил в два раза снизтить общую трудоемкость теста. 
Функциональные возможности - Функциональные возможности могут быть ограничены размером свободной динамической памяти ЭВМ. Размер используемых в программе двух динамических линейных массивов равен значению степени PM числа Мерсенна, которое в современных вычислениях принимает значение более 57 млн. В программе предусматривается проверка достаточности оперативной памяти для текущих вычислений.
Инструментальные средства создания - Microsoft  Visual Studio 2010, Visual C++.

Версия регистрируемой программы (базы данных): 
исходный код на С++
Использованные при разработке материалы: 
№2017615919 от 26 мая 2017 г., авторы Гончаренко В.Е. и Тихонов А.А.
Регистрационный номер в Роспатенте: 
№2017615919 от 26 мая 2017 г., авторы Гончаренко В.Е. и Тихонов А.А.
Признак доступности программы (базы данных): 
полностью свободный доступ
Требования к аппаратным и программным средствам: 

Совместимые с IBM PC

Контактная информация: 
V_E_G_A@mail.ru

Мутаев Улубей Курбанбаганович

Телефон: 
89036324958
E-mail: 
ulmutatmail [dot] ru

Урбанский Владислав Александрович

E-mail: 
vlad [dot] urbanskyatyandex [dot] ru
Ленты новостей