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

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

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

Méthodes de calcul Méthode classique -utilise la méthode des moments. -complexité O(N4). MFPO (Multilevel Fast Physical Optics) -Décomposition hiérarchique. -complexité O(N2*log(N)). 09/02/2006 PFE ASR Haoues - Gasri

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

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

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_rhat reperobs Repere_obs Lx, ly Parabole() var i_phiC, i_theC Repere_surface 09/02/2006 PFE ASR Haoues - Gasri

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

Solution parallèle (1) Modèle maître-esclaves Distribution dynamique des requêtes Parallélisation totale de l’intégration Parallélisation partielle de l’interpolation 09/02/2006 PFE ASR Haoues - Gasri

Solution parallèle (2) -- -- -- -- Maître -- -- -- -- Esclave1 Tableau des indices des tranches -- -- -- -- Tableau des résultats des esclaves Tableau des états des esclaves Maître -- -- -- -- Esclave1 Esclave2 Esclave3 Esclave4 09/02/2006 PFE ASR Haoues - Gasri

Solution parallèle (2) -- -- -- -- Maître -- -- -- -- Esclave1 Tableau des indices des tranches -- -- -- -- Tableau des résultats des esclaves Tableau des états des esclaves Maître -- -- -- -- Initialisation Esclave1 Esclave2 Esclave3 Esclave4 Initialisation Initialisation Initialisation Initialisation 09/02/2006 PFE ASR Haoues - Gasri

Solution parallèle (2) ip1 ip2 ip3 ip4 Maître -- -- -- -- 1 1 1 1 ip1 Tableau des indices des tranches ip1 ip2 ip3 ip4 Tableau des résultats des esclaves Tableau des états des esclaves Maître -- -- -- -- 1 1 1 1 ip1 ip4 ip2 ip3 Esclave1 Esclave2 Esclave3 Esclave4 09/02/2006 PFE ASR Haoues - Gasri

Solution parallèle (2) ip1 ip2 ip3 ip4 Maître R1 -- R3 -- 1 1 1 1 Tableau des indices des tranches ip1 ip2 ip3 ip4 Tableau des résultats des esclaves Tableau des états des esclaves Maître R1 -- R3 -- 1 1 1 1 Esclave1 Esclave2 Esclave3 Esclave4 09/02/2006 PFE ASR Haoues - Gasri

Solution parallèle (2) Ucar ip1 ip2 ip3 ip4 Maître R1 -- R3 -- 1 1 Tableau des indices des tranches R1 R1 R3 R3 ip1 ip2 ip3 ip4 Tableau des résultats des esclaves Tableau des états des esclaves Maître R1 -- R3 -- 1 1 Esclave1 Esclave2 Esclave3 Esclave4 09/02/2006 PFE ASR Haoues - Gasri

Solution parallèle (2) Ucar ip5 ip2 ip6 ip4 Maître -- R2 -- R4 1 1 1 1 Tableau des indices des tranches R1 R1 R3 R3 ip5 ip2 ip6 ip4 Tableau des résultats des esclaves Tableau des états des esclaves Maître -- R2 -- R4 1 1 1 1 ip5 ip6 Esclave1 Esclave2 Esclave3 Esclave4 09/02/2006 PFE ASR Haoues - Gasri

Solution parallèle (2) Ucar ip5 ip2 ip6 ip4 Maître -- R2 -- R4 1 1 Tableau des indices des tranches R1 R1 R2 R2 R3 R3 R4 R4 ip5 ip2 ip6 ip4 Tableau des résultats des esclaves Tableau des états des esclaves Maître -- R2 -- R4 1 1 Esclave1 Esclave2 Esclave3 Esclave4 09/02/2006 PFE ASR Haoues - Gasri

Les optimisations (1) Paralléliser au mieux l’interpolation 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 l’interpolation 09/02/2006 PFE ASR Haoues - Gasri

Les optimisations (1) Paralléliser au mieux l’interpolation Maître Cas1: Interpolation séquentielle de NL niveaux Tranche Cas2: Interpolation séquentielle de NL-log4(tranche) niveaux Interpolation parallèle de log4(tranche) ip1 R1(NL) ip1 R1(NL-log4(tranche)) Esclave1 Esclave1 Tranche NL-log4(tranche) NL NL NL-k 09/02/2006 PFE ASR Haoues - Gasri

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

Les optimisations (1) Paralléliser au mieux l’interpolation Taille des tranches 1 64 256 1024 4096 Mémoire max utilisée par le processus maître 1.4Go 660Mo 636Mo 606Mo 530Mo Mémoire max utilisée par le processus esclave 315Mo 317Mo 322Mo 340Mo Instance: F_scale=8 , NL = 9 09/02/2006 PFE ASR Haoues - Gasri

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

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 R1(NL-n) R1(NL-n) ip2 Esclave1 09/02/2006 PFE ASR Haoues - Gasri

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

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

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

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 09/02/2006 PFE ASR Haoues - Gasri

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

Interface graphique Choix de la configuration de l’exécution GUI Choix de la configuration de l’exécution Suivie de l’avancement de la simulation affichage des courbes Outil de développement : JAPI www.japi.de 09/02/2006 PFE ASR Haoues - Gasri

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

Conclusion 09/02/2006 PFE ASR Haoues - Gasri