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Simulation numérique sur grappe et visualisation pour la conception dantennes PFE ASR 2006 Binôme: Ahmed Amine Haoues Nabil Gasri Nabil Gasri Encadrants:

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1 Simulation numérique sur grappe et visualisation pour la conception dantennes PFE ASR 2006 Binôme: Ahmed Amine Haoues Nabil Gasri Nabil Gasri Encadrants: M. Christian Parrot Mme. Christine Letrou Mme. Christine Letrou M. Daniel Millot M. Daniel Millot M. François Meunier M. François Meunier

2 09/02/2006 PFE ASR Haoues - Gasri 2 Plan Introduction Introduction Méthode de calcul Méthode de calcul Dépendances inter modules Dépendances inter modules La solution parallèle La solution parallèle Les optimisations Les optimisations Les résultats Les résultats Interface graphique Interface graphique

3 Introduction Objectif : calcul du champ rayonné par une antenne à réflecteur.

4 09/02/2006 PFE ASR Haoues - Gasri 4 Méthodes de calcul Méthode classique Méthode classique -utilise la méthode des moments. -utilise la méthode des moments. -complexité O(N 4 ). -complexité O(N 4 ). MFPO (Multilevel Fast Physical Optics) MFPO (Multilevel Fast Physical Optics) -Décomposition hiérarchique. -complexité O(N 2* log(N)). -complexité O(N 2* log(N)).

5 09/02/2006 PFE ASR Haoues - Gasri 5 Décomposition de la grande surface en parcelles. Décomposition de la grande surface en parcelles. Intégration directe sur le dernier niveau. Intégration directe sur le dernier niveau. Interpolation itérative sur les autres niveaux. Interpolation itérative sur les autres niveaux. Méthodes de calcul L=1L=2 Algorithme MFPO

6 09/02/2006 PFE ASR Haoues - Gasri 6 Méthodes de calcul Initialisation des paramètres Calcul de lintégrale du niveau NL Interpolation niveau N-1 niveau 0 ? Sélection des résultats Enregistrement des résultats E_C, Ucar Non Oui Ucar Phi, Thêta, E ml2D.txt Analyse du code séquentiel

7 09/02/2006 PFE ASR Haoues - Gasri 7 Dépendances inter-modules Fast_integrAbram.f95Mod_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_rhat reperobs Repere_obs Lx, ly Parabole() va r i_phiC, i_theC Repere_surface

8 09/02/2006 PFE ASR Haoues - Gasri 8 Dépendances inter-modules Architecture modulaire. Architecture modulaire. plusieurs variables globales partagées. plusieurs variables globales partagées. => partie dinitialisation commune

9 09/02/2006 PFE ASR Haoues - Gasri 9 Solution parallèle (1) Modèle maître-esclaves Modèle maître-esclaves Distribution dynamique des requêtes Distribution dynamique des requêtes Parallélisation totale de lintégration Parallélisation totale de lintégration Parallélisation partielle de linterpolation Parallélisation partielle de linterpolation

10 09/02/2006 PFE ASR Haoues - Gasri 10 Solution parallèle (2) Maître Esclave1Esclave2Esclave3Esclave4 Tableau des états des esclavesTableau des résultats des esclaves Tableau des indices des tranches --

11 09/02/2006 PFE ASR Haoues - Gasri 11 Solution parallèle (2) Maître Esclave1Esclave2Esclave3Esclave4 Tableau des états des esclavesTableau des résultats des esclaves Initialisation Tableau des indices des tranches --

12 09/02/2006 PFE ASR Haoues - Gasri 12 Solution parallèle (2) Maître Esclave1Esclave2Esclave3Esclave4 Tableau des états des esclavesTableau des résultats des esclaves Tableau des indices des tranches ip1ip2 ip3ip4 ip1 ip2 ip3 ip4

13 09/02/2006 PFE ASR Haoues - Gasri 13 Solution parallèle (2) Maître Esclave1Esclave2Esclave3Esclave4 Tableau des états des esclavesTableau des résultats des esclaves R1--R Tableau des indices des tranches ip1ip2 ip3ip4

14 09/02/2006 PFE ASR Haoues - Gasri 14 Solution parallèle (2) Maître Esclave1Esclave2Esclave3Esclave4 Tableau des états des esclavesTableau des résultats des esclaves R1--R Tableau des indices des tranches ip1ip2 ip3ip4 Ucar ip1ip3 R1 R3

15 09/02/2006 PFE ASR Haoues - Gasri 15 Solution parallèle (2) Maître Esclave1Esclave2Esclave3Esclave4 Tableau des états des esclavesTableau des résultats des esclaves --R2--R41111 Tableau des indices des tranches ip5ip2 ip6ip4 Ucar ip1ip3 R1 R3 ip5 ip6

16 09/02/2006 PFE ASR Haoues - Gasri 16 Solution parallèle (2) Maître Esclave1Esclave2Esclave3Esclave4 Tableau des états des esclavesTableau des résultats des esclaves --R2--R41010 Tableau des indices des tranches ip5ip2 ip6ip4 Ucar ip1ip3 R1 R3 ip2ip4 R2 R4

17 09/02/2006 PFE ASR Haoues - Gasri 17 Les optimisations (1) - Optimiser le volume de travail affecté aux esclaves - Gagner en temps de communication: des envois de résultats moins volumineux et moins nombreux - Répartir la charge mémoire de linterpolation Paralléliser au mieux linterpolation

18 09/02/2006 PFE ASR Haoues - Gasri 18 Les optimisations (1) Paralléliser au mieux linterpolation Maître Esclave1 ip1 Tranche R1 (NL) Maître Esclave1 ip1 NL NL-k NL-log 4 (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)

19 09/02/2006 PFE ASR Haoues - Gasri 19 Les optimisations (1) Paralléliser au mieux linterpolation Maître Esclave1 ip1 Tranche R1 (NL) Maître Esclave1 Intégration Interpolation ip1 R1 (NL-1) Taille des messages de résultats: PL(NL-1) < 4 x PL(NL) Tranche

20 09/02/2006 PFE ASR Haoues - Gasri 20 Les optimisations (1) Paralléliser au mieux linterpolation Taille des tranches Mémoire max utilisée par le processus maître 1.4Go660Mo636Mo606Mo530Mo Mémoire max utilisée par le processus esclave 315Mo315Mo317Mo322Mo340Mo Instance: F_scale=8, NL = 9

21 09/02/2006 PFE ASR Haoues - Gasri 21 Les optimisations (2) Couvrir les communications avec du calcul t t t t Solution séquentielle Solution parallèle1 Solution parallèle2 Solution parallèle3 intégrationInterpolation Communications Interpolation à la volée Interpolation part. parallélisée Interpolation séquentielle Maître Esclave

22 09/02/2006 PFE ASR Haoues - Gasri 22 Les optimisations (2) Couvrir les communications avec du calcul Linterpolation à la volée: - interpoler récursivement les niveaux associés au maître au fur et à mesure de la réception des résultats des esclaves - Utiliser linterpolation locale sur chaque groupe de 4 parcelles - Affecter de nouvelles tranches aux esclaves dès la fin de la réception (avant linterpolation locale) Maître Esclave1 R1 (NL-n) ip2

23 09/02/2006 PFE ASR Haoues - Gasri 23 Les résultats (1) Le speed up

24 09/02/2006 PFE ASR Haoues - Gasri 24 Les résultats (2) La taille des tranches

25 09/02/2006 PFE ASR Haoues - Gasri 25 Les résultats (2) La taille des tranches Résultat expériemental: Taille optimale des tranches: 4 NL-3

26 09/02/2006 PFE ASR Haoues - Gasri 26 Les résultats (3) Comparaison de linterpolation à la volée (i.r.v) et linterpolation groupée(i.r.g) i.r.v 11% plus rapide que i.r.gi.r.v de 16 à 25% plus de mémoire utilisée que i.r.g

27 09/02/2006 PFE ASR Haoues - Gasri 27 Interface graphique GUI visualisation Saisie paramètres Programme Principale Génération des courbes Envoie des paramètres ml2d.txt

28 09/02/2006 PFE ASR Haoues - Gasri 28 Interface graphique Choix de la configuration de lexécution Choix de la configuration de lexécution Suivie de lavancement de la simulation Suivie de lavancement de la simulation affichage des courbes affichage des courbes Outil de développement : JAPI Outil de développement : JAPI GUI

29 09/02/2006 PFE ASR Haoues - Gasri 29 Interface graphique Génération des courbes Génération des courbes Outil de génération: SCILAB Outil de génération: SCILAB Lancement automatique du script SCILAB qui crée les courbes et les sauvegarde. Lancement automatique du script SCILAB qui crée les courbes et les sauvegarde. Couplage simulation visualisation

30 09/02/2006 PFE ASR Haoues - Gasri 30 Conclusion


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