مقدمه حجم زياد محاسبات عددي در مسائل مهندسي، از جمله در مهندسي عمران و عليالخصوص در مسائل اندركنش محيط هاي چند فازه، همواره مشكلات زيادي را براي بررسي دقيق اين مسائل به وجود آورده است. بنابراين نياز است تا از روشهايي براي افزايش سرعت محاسبات استفاده شود. دو روش براي افزايش سرعت محاسبات متداول است. در روش اول تلاش ميشود تا با استفاده از الگوريتمهاي بهينه، حجم محاسبات كاهش يافته و در نتيجه سرعت آنها بالاتر برود. در روش دوم تلاش ميشود تا با استفاده از كامپيوترهاي سريعتر، سرعت محاسبات افزايش يابد. مركز محاسبات سريع دانشكده مهندسي عمران دانشگاه صنعتي خواجه نصيرالدين طوسي از مهرماه 1387 با ده دستگاه كامپيوتر موازي شروع به كار نمود . هدف اصلي تاسيس آزمايشگاه محاسبات عددي فراهم نمودن بستر استفاده از ملزومات سخت افزاري و نرم افزاري پردازش موازي براي تمامي گروههاي آموزشي و تمامي فعاليتهاي پژوهشي به منظور كاهش زمان آناليزهاي زمانبر و سنگين پروژه هاي تحقيقاتي دانشجويان و اساتيد ميباشد. سيستمهايي را كه براي انجام محاسبات موازي استفاده ميشوند، ميتوان به دو دستة ابر كامپيوترها و گروه كامپيوترها تقسيم كرد. در ابر كامپيوترها تعدادي پردازنده بر روي يك مقرار دارند، و محاسبات را به صورت همزمان انجام ميدهند. اين سيستمها بسيار گرانقيمت بوده و تكنولوژي ساخت آنها در اختيار كشورهاي محدودي است و فروش آنها نيز به برخي كشورها از جمله ايران ممنوع ميباشد. دسته دوم سيستمهاي مورد استفاده براي محاسبات با دقت بالا گروه كامپيوترها ميباشند. گروه كامپيوترها گروهي از كامپيوترهاي متصل به هم هستند كه در ارتباطي نزديك با همديگر كار ميكنند و در نتيجه ميتوان آنها را يك كامپيوتر در نظر گرفت. در اغلب موارد اين كامپيوترها با استفاده از شبكههاي محلي با سرعت بالا به هم متصل ميشوند. گروه كامپيوترها براي افزايش كارايي و يا دسترسي به اطلاعات استفاده ميشوند و بسيار ارزانتر از تك كامپيوتري با همان كارايي يا دسترسي ميباشند. واضح است كه در اين سيستمها از استانداردهاي مشخصي براي انتقال اطلاعات بين كامپيوترها استفاده ميشود. محاسبات نيز بايد به بخشهايي تقسيم شوند تا هر بخش را يكي از كامپيوترها انجام دهد و به اين ترتيب امكان حل مسئلهاي با حجم زياد محاسبات، فراهم آيد. در گروه كامپيوترها ممكن است تعدادي كامپيوتر مجزا به هم متصل شوند و يا اينكه تعدادي Main board كه بر روي هر كدام از آنها يك يا دو پردازشگر وجود دارد، در كنار هم قرار گيرند. دستهاي از گروه كامپيوترها كه از قطعات و دستگاههاي پرفروش و ارائه شده براي مصرف عموم ساخته ميشوند بيو ولف ناميده ميشوند كه ممكن است تعداد آنها بسيار زياد باشد. نسبت كارايي به هزينه اين سيستمها در مقايسه با ساير سيستمها بسيار بالاست و از نرمافزارهايي مجاني يا بسيار ارزان قيمت استفاده ميكنند. بنابراين استفاده از آنها بسيار مناسب و مقرون به صرفه ميباشد. |