Sohani bo‘lish¶

Katta o‘lchamli to‘r bir nechta jarayon yordamida parallel tahlil qilinganda, avval yagona sohadagi to‘rni quyi sohalarga bo‘lish va har bir jarayonga biriktirish hamda sohalararo aloqa uchun zarur ma’lumotlarni oldindan yaratish kerak. Ushbu dastlabki ishlov bosqichi sohani bo‘lish deb ataladi.

FrontISTR parallel hisobida hecmw_part1 yagona sohadagi to‘rni quyi sohalarga bo‘ladi va taqsimlangan to‘r ma’lumotlarini yaratadi. Hosil qilingan taqsimlangan to‘r ma’lumotlarini parallel fistr1 o‘qiydi va ular sohalararo aloqa uchun zarur ma’lumotlar bilan birga parallel yechuvchida ishlatiladi.

Ushbu sahifada sohani bo‘lishda tanlanadigan bo‘lish turi, bo‘lish usuli, ustma-ust qatlam chuqurligi va kontakt nuqtalarini joylashtirish yoritiladi. hecmw_part1 ni ishga tushirish tartibi, boshqaruv faylining aniq sintaksisi va xato xabarlari uchun tegishli mavzularga qarang.

Umumiy ko‘rinish¶

Sohani bo‘lish — yagona sohadagi to‘rni bir nechta quyi sohaga ajratish jarayonidir. FrontISTR bo‘lish turi, bo‘lish usuli, sohalar soni va ustma-ust qatlam chuqurligini birlashtirib taqsimlangan to‘r ma’lumotlarini yaratadi.

Tanlash o‘qi	Asosiy variantlar	Vazifasi
Bo‘lish turi	Tugunga asoslangan bo‘lish, elementga asoslangan bo‘lish	Egalik tugun bo‘yicha yoki element bo‘yicha belgilanadimi, shuni aniqlaydi.
Bo‘lish usuli	RCB, METIS (pMETIS / kMETIS)	Soha chegaralari qanday yaratilishini belgilaydi.
Sohalar soni	Istalgan musbat butun son (RCB uchun \(2^n\))	Taqsimlangan to‘r ma’lumotlaridagi quyi sohalar sonini belgilaydi. Odatda MPI jarayonlari soniga moslashtiriladi.
Ustma-ust qatlam chuqurligi	1 yoki undan katta butun son	Qo‘shni sohalarda ortiqcha saqlanadigan diapazonni belgilaydi. Tugunga asoslangan bo‘lishda ko‘rsatiladi.
Aloqa jadvallari	Import/eksport ma’lumoti, umumiy ma’lumot	Qo‘shni quyi sohalar o‘rtasida zarur ma’lumot almashinuvini belgilaydi. Sohani bo‘lish vaqtida avtomatik yaratiladi.

Aloqa jadvallari taqsimlangan to‘r ma’lumotlariga kiritilgani sababli foydalanuvchi odatda ularni bevosita tahrirlashi shart emas. Parallel fistr1 taqsimlangan to‘rni o‘qiydi va chiziqli tenglamalarni MUMPS kabi parallel to‘g‘ridan-to‘g‘ri usul yoki iterativ usul bilan yechadi.

Sohani bo‘lish konfiguratsiyasini tanlash¶

Oddiy konstruktiv va issiqlik o‘tkazuvchanligi tahlillari uchun odatda avval tugunga asoslangan bo‘lishni ko‘rib chiqish kerak. Tugunga asoslangan bo‘lish parallel chekli elementlar tahlilida zarur tugun qiymatlarini uzatishni soddalashtiradi va ustma-ust qatlam chuqurligini belgilash imkonini beradi. Elementga asoslangan bo‘lish esa bog‘langan tahlil kabi taqsimlangan ma’lumotlar asosan element bo‘yicha ishlanadigan ilovalar uchun variant hisoblanadi.

Bo‘lish usulini geometriya va sohalar soniga qarab tanlang. Sohalar soni \(2^n\) bo‘lishi mumkin bo‘lgan sodda geometriyada RCB oddiy va barqaror tanlovdir. Murakkab geometriyada yoki ixtiyoriy sohalar soni talab qilinganda grafik bo‘lishga asoslangan METIS mos variant bo‘lishi mumkin.

Masala xususiyati	Tavsiya etilgan tanlov
Standart parallel konstruktiv yoki issiqlik o‘tkazuvchanligi tahlili	Tugunga asoslangan bo‘lish
Bog‘langan tahlil kabi element markazli taqsimlangan ma’lumotdan foydalanadigan ilovalar	Elementga asoslangan bo‘lish
To‘g‘ri to‘rtburchak parallelepipedga yaqin sodda geometriya va \(2^n\) ta soha	RCB
Murakkab geometriya yoki ixtiyoriy sohalar soni	METIS
SAINV oldindan shartlagichidan foydalanadigan kontakt yoki MPC cheklovli masalalar	Ustma-ust qatlam chuqurligi 2 yoki undan katta bo‘lgan tugunga asoslangan bo‘lish

Sohalar soni odatda MPI jarayonlari soniga tenglashtiriladi. Parallel bajarish tartibi va jarayonlar sonini belgilash uchun Parallel tahlil ga qarang. SAINV oldindan shartlagichi va ustma-ust qatlam chuqurligi o‘rtasidagi munosabat uchun Yechuvchi va oldindan shartlagichlarga ham qarang.

Bo‘lish turlari¶

Bo‘lish turi qaysi to‘r obyekti quyi sohaning yagona egaligiga biriktirilishini belgilaydi. Tugunga asoslangan bo‘lishda egalik tugunlarga, elementga asoslangan bo‘lishda esa elementlarga biriktiriladi. Har ikki holatda ham qo‘shni quyi sohalar bilan hisoblash uchun zarur ma’lumotlar ustma-ust ma’lumot sifatida saqlanadi.

Tugunga asoslangan bo‘lish¶

Tugunga asoslangan bo‘lishda har bir tugun aynan bitta egalik qiluvchi quyi sohaga biriktiriladi. Elementlar qo‘shni quyi sohalarda ustma-ust saqlanadi. Kiritishda bu !PARTITION, TYPE=NODE-BASED bilan belgilanadi.

Tugunga asoslangan bo‘lish tushunchasi

10.1-rasm Tugunga asoslangan bo‘lish tushunchasi

Har bir quyi soha o‘zining ichki tugunlari, ushbu ichki tugunlarni o‘z ichiga oluvchi elementlar va o‘sha elementlarni tashkil etuvchi tugunlarni saqlaydi.

Tugunga asoslangan bo‘lishda har bir quyi soha saqlaydigan tugun va elementlar

10.2-rasm Tugunga asoslangan bo‘lishda har bir quyi soha saqlaydigan tugun va elementlar

Tugunga asoslangan bo‘lishning aloqa jadvallari quyidagi ma’lumotlarni o‘z ichiga oladi.

Import tugunlari: quyi sohada ishlatiladigan, lekin boshqa quyi sohaga tegishli tugunlar.
Eksport tugunlari: boshqa quyi sohaning import tuguni bo‘lgan ichki tugunlar.
Umumiy elementlar: boshqa quyi sohalar bilan umumiy bo‘lgan elementlar.

Tugunga asoslangan bo‘lishdagi import tugunlari

10.3-rasm Tugunga asoslangan bo‘lishdagi import tugunlari

Tugunga asoslangan bo‘lishdagi eksport tugunlari

10.4-rasm Tugunga asoslangan bo‘lishdagi eksport tugunlari

Tugunga asoslangan bo‘lishdagi umumiy elementlar

10.5-rasm Tugunga asoslangan bo‘lishdagi umumiy elementlar

Elementga asoslangan bo‘lish¶

Elementga asoslangan bo‘lishda har bir element aynan bitta egalik qiluvchi quyi sohaga biriktiriladi. Tugunlar qo‘shni quyi sohalarda ustma-ust saqlanadi. Kiritishda bu !PARTITION, TYPE=ELEMENT-BASED bilan belgilanadi.

Elementga asoslangan bo‘lish tushunchasi

10.6-rasm Elementga asoslangan bo‘lish tushunchasi

Har bir quyi soha o‘zining ichki elementlari, ushbu ichki elementlarni tashkil etuvchi tugunlar va o‘sha tugunlarni o‘z ichiga oluvchi elementlarni saqlaydi.

Elementga asoslangan bo‘lishda har bir quyi soha saqlaydigan tugun va elementlar

10.7-rasm Elementga asoslangan bo‘lishda har bir quyi soha saqlaydigan tugun va elementlar

Elementga asoslangan bo‘lishning aloqa jadvallari quyidagi ma’lumotlarni o‘z ichiga oladi.

Import elementlari: quyi sohada ishlatiladigan, lekin boshqa quyi sohaga tegishli elementlar.
Eksport elementlari: boshqa quyi sohaning import elementi bo‘lgan ichki elementlar.
Umumiy tugunlar: boshqa quyi sohalar bilan umumiy bo‘lgan tugunlar.

Elementga asoslangan bo‘lishdagi import elementlari

10.8-rasm Elementga asoslangan bo‘lishdagi import elementlari

Elementga asoslangan bo‘lishdagi eksport elementlari

10.9-rasm Elementga asoslangan bo‘lishdagi eksport elementlari

Elementga asoslangan bo‘lishdagi umumiy tugunlar

10.10-rasm Elementga asoslangan bo‘lishdagi umumiy tugunlar

Bo‘lish turidan qat’i nazar, hecmw_part1 aloqa jadvallarini avtomatik yaratadi va taqsimlangan to‘r ma’lumotlariga yozadi. Shuning uchun foydalanuvchi odatda import/eksport ma’lumotini bevosita yaratishi shart emas.

Bo‘lish usullari¶

Bo‘lish usuli quyi soha chegaralari qanday hosil qilinishini belgilaydi. FrontISTR koordinatalarga asoslangan RCB va grafik bo‘lishga asoslangan METIS usullarini qo‘llab-quvvatlaydi.

Bo‘lish usuli	Xususiyatlari	Asosiy cheklov va izohlar
RCB	To‘rni koordinata qiymatlariga qarab rekursiv ikkiga bo‘ladi. Sodda geometriyada tez bo‘lishni ta’minlaydi.	Sohalar soni \(2^n\) bilan cheklanadi. Bo‘lish o‘qlarini belgilash kerak.
pMETIS	Sohalar o‘rtasidagi bog‘lanishni hisobga olgan holda grafik bo‘lishdan foydalanadi.	METIS yoqilgan buildlarda mavjud.
kMETIS	Ko‘p yo‘nalishli grafik bo‘lishdan foydalanib, murakkab geometriyada soha chegaralarini yaratishga mos keladi.	METIS yoqilgan buildlarda mavjud.

RCB — Recursive Coordinate Bisection — to‘rni koordinata o‘qlari bo‘yicha takroran ikkiga bo‘ladi. Sohalar soni \(2^n\) bo‘lishi mumkin bo‘lganda mos va quti shakliga yaqin sodda geometriyalarda foydalanish oson.

METIS to‘r bog‘lanishini grafik sifatida ko‘rib, grafik bo‘lish orqali quyi sohalar yaratadi. Murakkab geometriya yoki sohalar sonini \(2^n\) bilan cheklamaslik kerak bo‘lgan holatlarda mos variantdir. METIS dan foydalanish uchun build vaqtida METIS kutubxonasi yoqilgan bo‘lishi kerak. Bog‘liqliklarni boshqarish uchun Majburiy va ixtiyoriy bog‘liqliklar ga qarang.

Ustma-ust qatlam chuqurligi¶

Ustma-ust qatlam chuqurligi — qo‘shni quyi sohalarda ortiqcha saqlanadigan diapazon qatlamlari soni. Tugunga asoslangan bo‘lishda !PARTITION ning DEPTH parametri bilan 1 yoki undan katta butun son beriladi. Standart ustma-ust qatlam chuqurligi 1.

Oddiy parallel tahlil uchun DEPTH=1 yetarli. Biroq SAINV kabi SAI oilasidagi oldindan shartlagich kontakt masalasi yoki MPC cheklovli masalada ishlatilsa, ustma-ust qatlam chuqurligini 2 yoki undan kattaga oshirish oldindan shartlagich sifatini yaxshilashi mumkin.

MPI parallel hisobida birinchi tartibli tetraedrik 341 element uchun selektiv qirra/tugun silliqlash formulasi (FORM341=SELECTIVE_ESNS) ishlatilganda ham ustma-ust qatlam chuqurligi 2 yoki undan katta bo‘lishi kerak. Qirraga va tugunga asoslangan silliqlash maqsad elementga qo‘shni elementlar bo‘yicha kattaliklarni o‘rtachalaydi, shuning uchun quyi soha ichida qattiqlikni yig‘ish uchun ikki qo‘shnilik qatlami uzoqligidagi elementlar ma’lumoti talab qilinadi; standart DEPTH=1 da soha chegarasi yaqinida silliqlash yetarli bo‘lmaydi. Element formulasi tafsilotlari uchun Elementlar kutubxonasiga qarang.

Ustma-ust qatlam chuqurligini oshirish qo‘shni quyi sohalarda saqlanadigan tugun va elementlar sonini ko‘paytiradi, natijada xotira sarfi va aloqa hajmi ham ortadi. Uni yaqinlashish yaxshilanishi bilan hisoblash xarajati ortishi o‘rtasidagi muvozanatga qarab belgilang. Oldindan shartlagich tanlash uchun Yechuvchi va oldindan shartlagichlarga qarang.

Kontakt nuqtalarini boshqarish¶

Kontakt juftlarini o‘z ichiga oluvchi to‘rni bo‘lishda !PARTITION ning CONTACT parametri kontakt nuqtalari uchun sohalarga joylashtirish siyosatini belgilash imkonini beradi. Kontakt nuqtalarining joylashuvi kontakt qidiruvi va kontakt cheklovlarini o‘z ichiga oluvchi parallel tahlilning barqarorligi hamda aloqa hajmiga ta’sir qiladi.

Qiymat	Vazifasi
`DEFAULT`	Standart joylashtirish siyosatidan foydalanadi.
`SIMPLE`	Kontakt nuqtalariga maxsus og‘irlik bermasdan oddiy bo‘lishga yaqin joylashtirishdan foydalanadi.
`AGGREGATE`	Kontakt juftlariga tegishli tugunlarni bir guruhga yig‘ishga moyil tarzda bo‘ladi.
`DISTRIBUTE`	Master tomondagi kontakt tugunlari ayrim quyi sohalarda haddan tashqari to‘planmaydigan tarzda bo‘ladi.

Kontaktsiz to‘r uchun CONTACT parametriga odatda e’tibor talab qilinmaydi. Kontaktli parallel tahlilda yaqinlashish yoki yuk muvozanati muammo bo‘lsa, kontakt nuqtalarini joylashtirish siyosatini qayta ko‘rib chiqing. Kiritish sintaksisi tafsilotlari uchun !PARTITION ga qarang.

Bundan mustaqil ravishda, CONTACT_OWNER parametri parallel kontakt uchun egalik sxemasini tanlashda ishlatiladi. CONTACT “qanday bo‘lish”ni belgilasa, CONTACT_OWNER “bo‘lgandan keyin qaysi tomon mas’ul” ekanini belgilaydi.

Qiymat	Vazifasi
`MASTER`	Master-egalik sxemasi (standart). Master sirt element egasi bo‘lgan sohalar bo‘yicha bo‘linadi va slave tugunlari har bir master-egalik qiluvchi sohaga nusxalanadi.
`SLAVE`	Slave-egalik sxemasi. Har bir slave tuguni faqat o‘z egasi bo‘lgan sohada saqlanadi va master sirtning barchasi shu sohaga joylashtiriladi.

Chekli sirpanishda (!CONTACT dagi INTERACTION=FSLID) slave tuguni master sirtdagi soha bo‘linishi chegarasidan o‘tganda, MASTER sxemasi chegarada qo‘shnilik qidiruvini uzib qo‘yishi mumkin; buning natijasida kontakt holati va ishqalanish tarixi yo‘qoladi hamda yechim sohalar soniga bog‘liq bo‘lib qoladi. SLAVE sxemasi bu muammoni bartaraf etadi. Uni faqat TYPE=NODE-BASED bilan ko‘rsatish mumkin; slave tugunlariga egalik qiluvchi sohalarda xotira sarfi oshadi.

Sohani bo‘lish tasvirini chiqarish¶

!PARTITION da UCD parametrini belgilash bo‘lish natijasini tekshirish uchun UCD faylini chiqaradi. UCD faylidan MicroAVS kabi vizualizatsiya vositalari bilan soha raqamlari va bo‘linish chegaralarini ko‘rishda foydalanish mumkin.

Sohalar soni, bo‘lish usuli yoki ustma-ust qatlam chuqurligi o‘zgartirilgandan keyin bo‘lingan sohalar orasidagi nomutanosiblik yoki g‘ayritabiiy parchalanish yo‘qligini tekshirish muhim. UCD chiqishi parallel tahlilni ishga tushirishdan oldin bo‘lishning to‘g‘riligini tekshirishga yordam beradigan yordamchi funksiyadir.

Tegishli mavzular¶

Parallel tahlil — hecmw_part1 ni ishga tushirish tartibi, kiritish fayllari va taqsimlangan to‘r ma’lumotlari chiqishini tekshirish.
Yechuvchi va oldindan shartlagichlar — parallel yechuvchilar, oldindan shartlagichlar hamda SAINV bilan ustma-ust qatlam chuqurligi o‘rtasidagi munosabat.
Xato xabarlari ro‘yxati — hecmw_part1 va fistr1 dan chiqadigan asosiy xato xabarlari.
Parallel chekli elementlar usuli — sohani ajratish va parallel chekli elementlar usulining nazariy asosi.
!PARTITION — sohani bo‘lish utilitasining boshqaruv ma’lumotlari kiritish sintaksisi.