Visualisierung und Steuerung geodynamischer Simulationen
description
Transcript of Visualisierung und Steuerung geodynamischer Simulationen
Visualisierung und Steuerung Visualisierung und Steuerung geodynamischer Simulationengeodynamischer Simulationen
Dirk ElbeshausenDirk Elbeshausen-16.12.2005 -
16.12.200516.12.2005 Visualisierung und Steuerung geodynamischer Simulationsrechnungen - Dirk Visualisierung und Steuerung geodynamischer Simulationsrechnungen - Dirk Elbeshausen -Elbeshausen -
22
outlineoutline EinleitungEinleitung
Kontrolle von SimulationsrechnungenKontrolle von Simulationsrechnungen
Online Visualisierung und Computational Online Visualisierung und Computational SteeringSteering
PrinzipPrinzip der Seap-Serverder Seap-Server TCP/IP, SSH-TunnelTCP/IP, SSH-Tunnel AblaufmusterAblaufmuster
ClientClient ServerServer
ErgebnisseErgebnisse ZusammenfassungZusammenfassung
16.12.200516.12.2005 Visualisierung und Steuerung geodynamischer Simulationsrechnungen - Dirk Visualisierung und Steuerung geodynamischer Simulationsrechnungen - Dirk Elbeshausen -Elbeshausen -
33
Kontrolle - wofür?Kontrolle - wofür?
(http://jumpdoc.fz-juelich.de)
16.12.200516.12.2005 Visualisierung und Steuerung geodynamischer Simulationsrechnungen - Dirk Visualisierung und Steuerung geodynamischer Simulationsrechnungen - Dirk Elbeshausen -Elbeshausen -
44
Kontrolle - bisherKontrolle - bisher
Transferieren der DatenTransferieren der Daten ein Datensatz pro (!!) Prozessorein Datensatz pro (!!) Prozessor
ggf. (bitweise) Umformatierungggf. (bitweise) Umformatierung
Visualisierung der Zwischenergebnisse
16.12.200516.12.2005 Visualisierung und Steuerung geodynamischer Simulationsrechnungen - Dirk Visualisierung und Steuerung geodynamischer Simulationsrechnungen - Dirk Elbeshausen -Elbeshausen -
55
Kontrolle - bisherKontrolle - bisher
Transferieren der DatenTransferieren der Daten ein Datensatz pro (!!) Prozessorein Datensatz pro (!!) Prozessor
ggf. (bitweise) Umformatierungggf. (bitweise) Umformatierung
Visualisierung der Zwischenergebnisse
DumpDump-Files-Files
benötigt benötigt (Visualisieru(Visualisieru
ng)ng)
ParameterParameter-Felder-Felder ca. 13ca. 13 max. 4max. 4
FormatFormat 8 Byte8 Byte 4 Byte4 Byte
16.12.200516.12.2005 Visualisierung und Steuerung geodynamischer Simulationsrechnungen - Dirk Visualisierung und Steuerung geodynamischer Simulationsrechnungen - Dirk Elbeshausen -Elbeshausen -
66
Kontrolle - bisherKontrolle - bisher
Transferieren der DatenTransferieren der Daten ein Datensatz pro (!!) Prozessorein Datensatz pro (!!) Prozessor
ggf. (bitweise) Umformatierungggf. (bitweise) Umformatierung großes Datenvolumen (bis zu 1 großes Datenvolumen (bis zu 1
GB)GB)*)*)
max.max.
res.res.
**)**)
highhigh
res.res.
***)***)
stand.stand.
res.res.
nrad=9nrad=96,6,
n=48,n=48,
nvar=1nvar=177
nrad=4nrad=48,8,
n=24,n=24,
nvar=1nvar=133
nrad=3nrad=32,2,
n=16,n=16,
nvar=1nvar=133
1 GB* (80 MB** | 25 MB***)
80 MB* (10 MB** | 3 MB***)
Visualisierung der Zwischenergebnisse
16.12.200516.12.2005 Visualisierung und Steuerung geodynamischer Simulationsrechnungen - Dirk Visualisierung und Steuerung geodynamischer Simulationsrechnungen - Dirk Elbeshausen -Elbeshausen -
77
Kontrolle - bisherKontrolle - bisher
Transferieren der DatenTransferieren der Daten ein Datensatz pro (!!) Prozessorein Datensatz pro (!!) Prozessor
ggf. (bitweise) Umformatierungggf. (bitweise) Umformatierung großes Datenvolumen (bis zu 1 großes Datenvolumen (bis zu 1
GB)GB) meist keine aktuellen Datenmeist keine aktuellen Daten kein automatisches Updatekein automatisches Update
*)*)
max.max.
res.res.
**)**)
highhigh
res.res.
***)***)
stand.stand.
res.res.
nrad=9nrad=96,6,
n=48,n=48,
nvar=1nvar=177
nrad=4nrad=48,8,
n=24,n=24,
nvar=1nvar=133
nrad=3nrad=32,2,
n=16,n=16,
nvar=1nvar=133
1 GB* (80 MB** | 25 MB***)
80 MB* (10 MB** | 3 MB***)
Visualisierung der Zwischenergebnisse
16.12.200516.12.2005 Visualisierung und Steuerung geodynamischer Simulationsrechnungen - Dirk Visualisierung und Steuerung geodynamischer Simulationsrechnungen - Dirk Elbeshausen -Elbeshausen -
88
Simulation (client)
Online-VisualisierungOnline-Visualisierung
timestep, timeRab, Rai, Pr, Info
Nutop, Nubot, VRMS, <T>1/2,
div U, …statistics
coordinatesnormalsrr (dist)
grid
temperaturevelocity xvelocity yvelocity zpressureviscosity
magn. field xmagn. field ymagn. field z
datafields
Visualisierung(server)
temperature,magn. field
gridinfo, statistics
16.12.200516.12.2005 Visualisierung und Steuerung geodynamischer Simulationsrechnungen - Dirk Visualisierung und Steuerung geodynamischer Simulationsrechnungen - Dirk Elbeshausen -Elbeshausen -
99
Computational SteeringComputational SteeringSimulation (client)
timestep, timeRab, Rai, Pr, Info
Nutop, Nubot, VRMS, <T>1/2,
div U, …statistics
coordinatesnormalsrr (dist)
grid
temperaturevelocity xvelocity yvelocity zpressureviscosity
magn. field xmagn. field ymagn. field z
datafields
Visualisierung(server)
temperature,magn. field
deps, veps,stepd, stepj,…
16.12.200516.12.2005 Visualisierung und Steuerung geodynamischer Simulationsrechnungen - Dirk Visualisierung und Steuerung geodynamischer Simulationsrechnungen - Dirk Elbeshausen -Elbeshausen -
1010
VerbindungsaufbauVerbindungsaufbau
Seap Server
Client(Simulation)
servicenamepassword
servicenamepassword
Server (Visualisierung)
16.12.200516.12.2005 Visualisierung und Steuerung geodynamischer Simulationsrechnungen - Dirk Visualisierung und Steuerung geodynamischer Simulationsrechnungen - Dirk Elbeshausen -Elbeshausen -
1111
DatenaustauschDatenaustausch
Quelle: Sonja Dominiczak,Interner Bericht ZAM, FZ-Jülich
16.12.200516.12.2005 Visualisierung und Steuerung geodynamischer Simulationsrechnungen - Dirk Visualisierung und Steuerung geodynamischer Simulationsrechnungen - Dirk Elbeshausen -Elbeshausen -
1212
do it = 1, nt
calculate next timestep
Simulation: AblaufschemaSimulation: Ablaufschema
get request from server
store information in buffer
gather data from all processes
server needs data fieldsTRUE FALSE
TRUEserver is connected
FALSE
store statistics in buffer
grid info already sentTRUE FALSE
store grid info in buffer
send buffer to server
store data fields in buffer
16.12.200516.12.2005 Visualisierung und Steuerung geodynamischer Simulationsrechnungen - Dirk Visualisierung und Steuerung geodynamischer Simulationsrechnungen - Dirk Elbeshausen -Elbeshausen -
1313
Visualisierung: AblaufschemaVisualisierung: Ablaufschema
glutMainLoop
Mouse
Keyboard
Special Keys
Motion
Idle
Display
Reshape
glutMainLoop
Mouse
Keyboard
Special Keys
Motion
Idle
Socket
Display
Reshape
Schwierigkeit:Ermittlung, wann die Simulation bereit zum Datenempfang ist
einfache Herangehensweise:in regelmäßigen Abständen Kontakt zurSimulation aufnehmen hoher Verlust von Performance der Visualisierung
16.12.200516.12.2005 Visualisierung und Steuerung geodynamischer Simulationsrechnungen - Dirk Visualisierung und Steuerung geodynamischer Simulationsrechnungen - Dirk Elbeshausen -Elbeshausen -
1414
ZeitbedarfZeitbedarf
Phase I:Visualisierung istnicht online
Phase II:Visualisierung istonline, keine Datenfelder benötigt
16.12.200516.12.2005 Visualisierung und Steuerung geodynamischer Simulationsrechnungen - Dirk Visualisierung und Steuerung geodynamischer Simulationsrechnungen - Dirk Elbeshausen -Elbeshausen -
1515
ZeitbedarfZeitbedarf
Phase III:Visualisierung ist online,es werden vier Datenfelder angefordert
16.12.200516.12.2005 Visualisierung und Steuerung geodynamischer Simulationsrechnungen - Dirk Visualisierung und Steuerung geodynamischer Simulationsrechnungen - Dirk Elbeshausen -Elbeshausen -
1616
16.12.200516.12.2005 Visualisierung und Steuerung geodynamischer Simulationsrechnungen - Dirk Visualisierung und Steuerung geodynamischer Simulationsrechnungen - Dirk Elbeshausen -Elbeshausen -
1717
ZusammenfassungZusammenfassung
direkter Informations- und Datenaustausch direkter Informations- und Datenaustausch zwischen Visualisierung und Simulationzwischen Visualisierung und Simulation
Online-VisualisierungOnline-Visualisierung schnelle und unkomplizierte Überwachung der schnelle und unkomplizierte Überwachung der SimulationSimulation
Computational Steering (Steuerung der Computational Steering (Steuerung der Simulation)Simulation) Verminderung des Risikos eines Neustarts Verminderung des Risikos eines Neustarts
Visualisierung und Simulation werden in ihrem Visualisierung und Simulation werden in ihrem Ablauf nur minimal beeinträchtigtAblauf nur minimal beeinträchtigt
16.12.200516.12.2005 Visualisierung und Steuerung geodynamischer Simulationsrechnungen - Dirk Visualisierung und Steuerung geodynamischer Simulationsrechnungen - Dirk Elbeshausen -Elbeshausen -
1818
AusblickAusblickSteering:Steering:
Kontrollierter Abbruch der Kontrollierter Abbruch der SimulationsrechnungSimulationsrechnung
Modifizieren der Zahl der IterationenModifizieren der Zahl der IterationenVerwendung als FTP-ErsatzVerwendung als FTP-Ersatz
(Übertragen von Daten)(Übertragen von Daten)externer Datenserver (Auslagerung von externer Datenserver (Auslagerung von
Rechnungen)Rechnungen) Entlastung des ParallelrechnersEntlastung des Parallelrechners Beschleunigung der RechnungenBeschleunigung der Rechnungen
16.12.200516.12.2005 Visualisierung und Steuerung geodynamischer Simulationsrechnungen - Dirk Visualisierung und Steuerung geodynamischer Simulationsrechnungen - Dirk Elbeshausen -Elbeshausen -
1919
LiteraturLiteratur
Frings, W.:Frings, W.:Strategien zur Kopplung und Datenreduktion bei der Online-Visualisierung von Strategien zur Kopplung und Datenreduktion bei der Online-Visualisierung von parallelen Simulationsrechnungen mit verteilter Datenhaltungparallelen Simulationsrechnungen mit verteilter Datenhaltung, , Forschungszentrum Jülich, Bericht Jül-4021, 2002Forschungszentrum Jülich, Bericht Jül-4021, 2002
Frings, W. und Eickermann, T.:Frings, W. und Eickermann, T.:VISIT: Ein Tool zur Online-Visualisierung und Steuerung von parallelen VISIT: Ein Tool zur Online-Visualisierung und Steuerung von parallelen SimulationsrechnungenSimulationsrechnungen,,Mitteilungen - Gesellschaft für Informatik e. V., Parallel-Algorithmen und Mitteilungen - Gesellschaft für Informatik e. V., Parallel-Algorithmen und Rechnerstrukturen, 2003Rechnerstrukturen, 2003
Frings, W. und Eickermann T.:Frings, W. und Eickermann T.:VISIT - a Visualization Interface Toolkit - Version 1.0VISIT - a Visualization Interface Toolkit - Version 1.0,,Forschungszentrum Jülich, ZAM - Technical Report IB-2000-16, 2000Forschungszentrum Jülich, ZAM - Technical Report IB-2000-16, 2000
Harder, H. und Hansen, U.:Harder, H. und Hansen, U.:A finite-volume solution method for thermal convection and dynamo problems in A finite-volume solution method for thermal convection and dynamo problems in spherical shellsspherical shells,,Geophys. Journal Int., 161, 2005, pp. 522-532Geophys. Journal Int., 161, 2005, pp. 522-532