|
طرح پژوهشی ارائه شده توسط گروه CFD |
|
|
|
نگارش یافته توسط خانباشی
|
|
20 مهر 1388 ساعت 02:28 |
|
طراحی و ساخت نوعی پردازشگر موازی
طراحی کاربرد علوم مهندسی و علوم مهندسی کاربرد علوم پایه هستند. در واقع یک مهندس وظیفه دارد تا معادلات و مدلهای پیشنهادی دانشمندان علوم پایه را متناسب با کاربرد خود ساده و بهینه کرده و سپس به کمک آنها اقدام به تحلیل پدیدههایی کند که در روند طراحی یک وسیله جدید با آنها برخورد میکند. به عنوان مثال در روند طراحی یک هواپیما باید نیروهای وارده به سازه بال محاسبه شده تا بتوان بالی مقاوم و متناسب را برای پرواز هواپیما طراحی کرد. این امر مستلزم بررسی جریان هوا روی بال و محاسبه نیروهای آیرودینامیکی وارده به آن است و برای محاسبه این نیروها نیز ابتدا باید معادلات حاکم بر جریان سیال شناخته شده، سپس متناسب با مسأله مورد بحث ساده شده و سپس حل شوندخوشبختانه امروزه با پیشرفت علوم، معادلات حاکم بر پدیدههای مختلف تا حد زیادی برای بشر شناخته شدهاند اما در عین حال متأسفانه این معادلات به طرز باورنکردنی پیچیدهاند و حل آنها با دشواریهای بسیاری روبروست و در اکثر موارد هیچ راهحل تحلیلی برای آنها موجود نیست (مخصوصا در مورد سیالات). این ناتوانی در حل تحلیلی معادلات مهندسین را به سمت راهحلهای تجربی و تحلیلهای عددی سوق داده است. روشهای تجربی بسیار پرهزینه و زمانبر بودهاند و در بسیاری از موارد در مقیاسهای کامل قابل اجرا نیستند و یا با خطرات بسیار توام هستند. با این حال به عنوان مطمئنترین روشها شناخته میشوند. روشهای عددی حل این معادلات هزینه و خطر کمتری دارند اما همچنان بسیار پر حجم و زمان بر بوده و گاها حل آنها به وسیله یک رایانه قدرتمند نیز هفتهها طول میکشد( برای مثال در تحلیلهای سه بعدی جریان هوا روی بدنه ماشین و یا بال هواپیما). بنابراین مهندسین به ناچار برای حل این مسائل به ابررایانهها روی میآورند. اما کار با ابررایانهها از چند لحاظ دارای مشکلاتی میباشد:1- برای تبدیل یک برنامه که توسط یک ابررایانه اجرا می گردد باید تغییرات عمدهای در آن انجام گیرد. این امر آنقدر مهم است که هم اکنون متخصصانی تنها در زمینه تبدیل برنامههای محاسباتی به نحوی که روی ابررایانهها قابل اجرا گردند آموزش میبینند. 2- هزینه یک ابررایانه نسبت به رایانههای خانگی به طرز چشمگیری بالاتر است. این هزینهها هم شامل اولیه یا خرید آن، که به هیچ عنوان قابل مقایسه با قیمت تمام شده یک رایانه خانگی نیست، هم شامل هزینه تعمیر و نگهداری میباشد که این هزینه نیز به طرز چشمگیری برای ابررایانهها بالا است. 3- مسأله دیگر این است که ابررایانهها به عنوان تکنولوژی سطح بالای روز مطرح هستند و فروش آنها به اکثر کشورها ممنوع است. از این روی کشورهایی که جزو این محدودیتها قرار میگیرند نیاز دارند تا جایگزینی برای ابررایانهها پیدا کنند. امروزه پردازش موازی به عنوان یکی از قدرتمندترین ابزارهای محاسباتی جایگزین ابررایانهها شدهاند. به خصوص در کشورهایی چون ایران که محدودیتهای وسیعی در دسترسی به ابررایانهها در مورد آنها اعمال میشود. هماکنون در بیشتر مراکز علمی و دانشگاهی و صنایع مرتبط در ایران چنین سیستمهایی برای اجرا کردن برنامههای حجیم مهندسی به کار گرفته میشوند و دانشگاه یا مرکز علمی که فاقد چنین توانمندی باشد، هر روز دارای شکاف علمی عمیقتری با دیگر مراکز میشود.در سیستمهای پردازش موازی روش کار به این صورت است که تعداد زیادی پردازنده عادی رایانه را به روش خاصی به هم متصل میکنند و سپس برنامهنویس با استفاده از مهارت خود به نحو مناسبی از ظرفیت تمام این پردازندهها استفاده میکند. به کمک این روش ساده و اجرایی می توان سرعت اجرا کردن برنامههای بسیار حجیم را به شدت افزایش داد. اما از آنجا که موازی کردن تعداد زیادی CPU علی رغم کارآیی و سرعت بالا در پردازش داده، کمی پرهزینه است، به تازگی مهندسین به دنبال راه های دیگری جهت پرداختن به مقوله پردازش موازی هستند. بنابر اینگروه دینامیک سیالات محاسباتی انجمن علمی هوافضا با توجه به نکات فوق و با در نظر گرفتن محدودیتهای خود برای حرکت در مرزهای دانش مهندسی پیشنهاد اجرای طرح ساخت یک نوع سیستم پردازش موازی به مراتب کم هزینه تر و کارآمد تر از موازی کردن چندین CPU، را به هیئت مدیره انجمن ارائه مینماید. |
|
تاریخ بروز رسانی ( 21 مهر 1388 ساعت 01:24 )
|
