Simulation numérique sur grappe et visualisation pour la conception dantennes PFE ASR 2006 Binôme:...
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Simulation numérique sur Simulation numérique sur grappe et visualisation pour grappe et visualisation pour
la conception d’antennesla conception d’antennesPFE ASR 2006PFE ASR 2006Binôme: Ahmed Amine HaouesBinôme: Ahmed Amine Haoues Nabil GasriNabil GasriEncadrants: M. Christian ParrotEncadrants: M. Christian Parrot Mme. Christine LetrouMme. Christine Letrou M. Daniel MillotM. Daniel Millot M. François MeunierM. François Meunier
09/02/200609/02/2006 PFE ASR Haoues - GasriPFE ASR Haoues - Gasri 22
PlanPlan
IntroductionIntroduction Méthode de calculMéthode de calcul Dépendances inter modulesDépendances inter modules La solution parallèleLa solution parallèle Les optimisationsLes optimisations Les résultatsLes résultats Interface graphiqueInterface graphique
IntroductionIntroduction
Objectif : calcul du champ rayonné par une Objectif : calcul du champ rayonné par une antenne à réflecteur.antenne à réflecteur.
09/02/200609/02/2006 PFE ASR Haoues - GasriPFE ASR Haoues - Gasri 44
Méthodes de calculMéthodes de calcul
Méthode classique Méthode classique -utilise la méthode des moments.-utilise la méthode des moments. -complexité O(N-complexité O(N44).).
MFPO (Multilevel Fast Physical Optics)MFPO (Multilevel Fast Physical Optics)-Décomposition hiérarchique.-Décomposition hiérarchique.
-complexité O(N-complexité O(N2*2*log(N)).log(N)).
09/02/200609/02/2006 PFE ASR Haoues - GasriPFE ASR Haoues - Gasri 55
Décomposition de la grande Décomposition de la grande surface en parcelles .surface en parcelles .
Intégration directe sur le dernier Intégration directe sur le dernier niveau.niveau.
Interpolation itérative sur les Interpolation itérative sur les autres niveaux.autres niveaux.
Méthodes de calculMéthodes de calcul
L=1 L=2
Algorithme MFPO
09/02/200609/02/2006 PFE ASR Haoues - GasriPFE ASR Haoues - Gasri 66
Méthodes de calculMéthodes de calculInitialisation des paramètres
Calcul de l’intégrale du niveau NL
Interpolation niveau N-1
niveau 0 ?
Sélection des résultats
Enregistrement des résultats
E_C, Ucar
Non
OuiUcar
Phi, Thêta, E
ml2D.txt
Analyse du code séquentiel
09/02/200609/02/2006 PFE ASR Haoues - GasriPFE ASR Haoues - Gasri 77
Dépendances inter-modules Dépendances inter-modules
Fast_integrAbram.f95 Mod_integr_abram.f95 Mod_fainteger_mldm.f95
Mod_acces_integrandmldm.f95
mod_cofig_obs.f95
mod_ant_refl.f95
sub_cornet.f95
mod_surface_md.f95
Sub_parabole.f95
points_integr_25462()& intger_abram() Ei()
Calc_integrand()
C_grid_rhatreperobs
Repere_obs
Lx, ly
Parabole()var
i_phiC, i_theC
Repere_surface
09/02/200609/02/2006 PFE ASR Haoues - GasriPFE ASR Haoues - Gasri 88
Dépendances inter-modulesDépendances inter-modules
Architecture modulaire.Architecture modulaire.
plusieurs variables globales partagées.plusieurs variables globales partagées.
=> partie d’initialisation commune => partie d’initialisation commune
09/02/200609/02/2006 PFE ASR Haoues - GasriPFE ASR Haoues - Gasri 99
Solution parallèle (1)Solution parallèle (1)
Modèle maître-esclavesModèle maître-esclaves Distribution dynamique des requêtesDistribution dynamique des requêtes Parallélisation totale de l’intégrationParallélisation totale de l’intégration Parallélisation partielle de l’interpolationParallélisation partielle de l’interpolation
09/02/200609/02/2006 PFE ASR Haoues - GasriPFE ASR Haoues - Gasri 1010
Solution parallèle (2)Solution parallèle (2)
Maître
Esclave1 Esclave2 Esclave3 Esclave4
Tableau des états des esclavesTableau des résultats des esclaves
00 0 0-- -- -- --
Tableau des indices des tranches
-- -- -- --
09/02/200609/02/2006 PFE ASR Haoues - GasriPFE ASR Haoues - Gasri 1111
Solution parallèle (2)Solution parallèle (2)
Maître
Esclave1 Esclave2 Esclave3 Esclave4
Tableau des états des esclavesTableau des résultats des esclaves
Initialisation Initialisation Initialisation Initialisation
Initialisation
0 0 0 0-- -- -- --
Tableau des indices des tranches
-- -- -- --
09/02/200609/02/2006 PFE ASR Haoues - GasriPFE ASR Haoues - Gasri 1212
Solution parallèle (2)Solution parallèle (2)
Maître
Esclave1 Esclave2 Esclave3 Esclave4
Tableau des états des esclavesTableau des résultats des esclaves
-- -- -- -- 1 1 1 1
Tableau des indices des tranches
ip1 ip2 ip3 ip4
ip1ip2 ip3
ip4
09/02/200609/02/2006 PFE ASR Haoues - GasriPFE ASR Haoues - Gasri 1313
Solution parallèle (2)Solution parallèle (2)
Maître
Esclave1 Esclave2 Esclave3 Esclave4
Tableau des états des esclavesTableau des résultats des esclaves
R1 -- R3 -- 1 1 1 1
Tableau des indices des tranches
ip1 ip2 ip3 ip4
09/02/200609/02/2006 PFE ASR Haoues - GasriPFE ASR Haoues - Gasri 1414
Solution parallèle (2)Solution parallèle (2)
Maître
Esclave1 Esclave2 Esclave3 Esclave4
Tableau des états des esclavesTableau des résultats des esclaves
R1 -- R3 -- 0 1 0 1
Tableau des indices des tranches
ip1 ip2 ip3 ip4Ucar
ip1 ip3
R1 R1 R3 R3
09/02/200609/02/2006 PFE ASR Haoues - GasriPFE ASR Haoues - Gasri 1515
Solution parallèle (2)Solution parallèle (2)
Maître
Esclave1 Esclave2 Esclave3 Esclave4
Tableau des états des esclavesTableau des résultats des esclaves
-- R2 -- R4 1 1 1 1
Tableau des indices des tranches
ip5 ip2 ip6 ip4Ucar
ip1 ip3
R1 R1 R3 R3
ip5 ip6
09/02/200609/02/2006 PFE ASR Haoues - GasriPFE ASR Haoues - Gasri 1616
Solution parallèle (2)Solution parallèle (2)
Maître
Esclave1 Esclave2 Esclave3 Esclave4
Tableau des états des esclavesTableau des résultats des esclaves
-- R2 -- R4 1 0 1 0
Tableau des indices des tranches
ip5 ip2 ip6 ip4Ucar
ip1 ip3
R1 R1 R3 R3
ip2 ip4
R2 R2 R4 R4
09/02/200609/02/2006 PFE ASR Haoues - GasriPFE ASR Haoues - Gasri 1717
Les optimisations (1)Les optimisations (1)
- Optimiser le volume de travail affecté aux Optimiser le volume de travail affecté aux esclavesesclaves
- Gagner en temps de communication: des Gagner en temps de communication: des envois de résultats moins volumineux et envois de résultats moins volumineux et moins nombreuxmoins nombreux
- Répartir la charge mémoire de Répartir la charge mémoire de l’interpolationl’interpolation
Paralléliser au mieux l’interpolation
09/02/200609/02/2006 PFE ASR Haoues - GasriPFE ASR Haoues - Gasri 1818
Les optimisations (1)Les optimisations (1)Paralléliser au mieux l’interpolation
Maître
Esclave1
ip1
Tranche
Tranche
R1(NL)
Maître
Esclave1
ip1
NL
NL-k
NL-log4(tranche)
R1(NL-log4(tranche))
NL
Cas1:
Interpolation séquentielle de NL niveaux
Cas2:
Interpolation séquentielle de NL-log4(tranche) niveaux
Interpolation parallèle de log4(tranche)
09/02/200609/02/2006 PFE ASR Haoues - GasriPFE ASR Haoues - Gasri 1919
Les optimisations (1)Les optimisations (1)Paralléliser au mieux l’interpolation
Maître
Esclave1
ip1
Tranche
Tranche
R1(NL)
Maître
Esclave1
Intégration
Intégration
Interpolation
ip1
R1(NL-1)
Taille des messages de résultats:
PL(NL-1) < 4 x PL(NL)
Tranche
Tranche
09/02/200609/02/2006 PFE ASR Haoues - GasriPFE ASR Haoues - Gasri 2020
Les optimisations (1)Les optimisations (1)Paralléliser au mieux l’interpolation
Taille des tranchesTaille des tranches 11 6464 256256 10241024 40964096
Mémoire max utilisée par le Mémoire max utilisée par le processus maîtreprocessus maître
1.4Go1.4Go 660Mo660Mo 636Mo636Mo 606Mo606Mo 530Mo530Mo
Mémoire max utilisée par le Mémoire max utilisée par le processus esclaveprocessus esclave
315Mo315Mo 315Mo315Mo 317Mo317Mo 322Mo322Mo 340Mo340Mo
Instance: F_scale=8 , NL = 9
09/02/200609/02/2006 PFE ASR Haoues - GasriPFE ASR Haoues - Gasri 2121
Les optimisations (2)Les optimisations (2)Couvrir les communications avec du calcul
t
t
t
t
Solution séquentielle
Solution parallèle1
Solution parallèle2
Solution parallèle3
intégration Interpolation Communications
Interpolation à la volée
Interpolation part. parallélisée
Interpolation séquentielle
Maître
Maître
Maître
Maître
Esclave
Esclave
Esclave
09/02/200609/02/2006 PFE ASR Haoues - GasriPFE ASR Haoues - Gasri 2222
Les optimisations (2)Les optimisations (2)Couvrir les communications avec du calcul
L’interpolation à la volée:
- interpoler récursivement les niveaux associés au maître au fur et à mesure de la réception des résultats des esclaves
- Utiliser l’interpolation locale sur chaque groupe de 4 parcelles
- Affecter de nouvelles tranches aux esclaves dès la fin de la réception (avant l’interpolation locale)
Maître
Esclave1
R1(NL-n)
R1(NL-n)
ip2
09/02/200609/02/2006 PFE ASR Haoues - GasriPFE ASR Haoues - Gasri 2323
Les résultats (1)Les résultats (1)Le speed up
09/02/200609/02/2006 PFE ASR Haoues - GasriPFE ASR Haoues - Gasri 2424
Les résultats (2)Les résultats (2)La taille des tranches
09/02/200609/02/2006 PFE ASR Haoues - GasriPFE ASR Haoues - Gasri 2525
Les résultats (2)Les résultats (2)La taille des tranches
Résultat expériemental:
Taille optimale des tranches: 4NL-3
09/02/200609/02/2006 PFE ASR Haoues - GasriPFE ASR Haoues - Gasri 2626
Les résultats (3)Les résultats (3)Comparaison de l’interpolation à la volée (i.r.v)
et l’interpolation groupée(i.r.g)
i.r.v 11% plus rapide que i.r.g i.r.v de 16 à 25% plus de mémoire utilisée que i.r.g
09/02/200609/02/2006 PFE ASR Haoues - GasriPFE ASR Haoues - Gasri 2727
Interface graphiqueInterface graphique
GUI
visualisation
Saisie paramètres
Programme Principale
Génération
des courbes
Envoie des
paramètres
paramètres
ml2d.txt
09/02/200609/02/2006 PFE ASR Haoues - GasriPFE ASR Haoues - Gasri 2828
Interface graphiqueInterface graphique
Choix de la configuration de l’exécutionChoix de la configuration de l’exécution Suivie de l’avancement de la simulationSuivie de l’avancement de la simulation affichage des courbesaffichage des courbes Outil de développement : JAPI Outil de développement : JAPI www.japi.dewww.japi.de
GUI
09/02/200609/02/2006 PFE ASR Haoues - GasriPFE ASR Haoues - Gasri 2929
Interface graphiqueInterface graphique
Génération des courbesGénération des courbes Outil de génération: SCILABOutil de génération: SCILAB Lancement automatique du script SCILAB Lancement automatique du script SCILAB
qui crée les courbes et les sauvegarde.qui crée les courbes et les sauvegarde.
Couplage simulation visualisation
09/02/200609/02/2006 PFE ASR Haoues - GasriPFE ASR Haoues - Gasri 3030
ConclusionConclusion