Многоуровневые методы архитектурно-зависимой декомпозиции в области высокопроизводительных вычислений

Рассмотрена задача отображения графа данных параллельной программы на граф вычислительной системы с целью сокращения времени межпроцессорных коммуникаций и балансировки загрузки процессоров. В работе данная задача называется задачей архитектурно-зависимой декомпозиции. Предложена математическая модель, поставлены оптимизационные задачи. Представлена гиперграфовая модель вычислительной системы, позволяющая наиболее точно отразить топологию и коммуникационные характеристики вычислительной сети. Предложено ее матричное представление. Разработана методология представления данных предметной области в терминах модели. Предложено иерархическое описание структуры вычислительной сети, что позволяет компактно и в достаточной степени детализации описать вычислительную инфраструктуру. Разработаны алгоритмические средства решения задач архитектурно-зависимой декомпозиции: предложены многоуровневые методы и многоуровневый алгоритм решения общей задачи, которые на разных уровнях иерархии обеспечивают возможность использования точных, приближенных и эвристических алгоритмов; алгоритмы, основанные на методе ветвей и границ; генетические алгоритмы, в том числе улучшающий генетический алгоритм на бинарном представлении. Создан итерационный алгоритм локальной оптимизации.