जर्नल ऑफ हाइड्रोजियोलॉजी एंड हाइड्रोलॉजिकल इंजीनियरिंग

समानांतर वितरित हाइड्रोलॉजिकल मॉडल सिमुलेशन की दक्षता पर डोमेन विभाजन की भूमिका की खोज

मुकेश कुमार और क्रिस्टोफर जे डफी

समानांतर वितरित हाइड्रोलॉजिकल मॉडल सिमुलेशन की दक्षता पर डोमेन विभाजन की भूमिका की खोज

जलग्रहण क्षेत्रों और नदी घाटियों के स्थानिक रूप से वितरित हाइड्रोलॉजिकल मॉडल हाइड्रोडायनामिक्स , जटिल बलों और विषम पैरामीटर क्षेत्रों की संयुक्त प्रकृति के कारण डेटा और गणना गहन हैं। इन मॉडलों का अनुप्रयोग ठीक लौकिक और स्थानिक संकल्पों पर, और बड़े समस्या डोमेन पर, बहु-प्रोसेसर क्लस्टरों पर समानांतर संगणना द्वारा सुगम बनाया गया है। उल्लेखनीय रूप से, समानांतर सिमुलेशन की संगणना दक्षता उस दक्षता से महत्वपूर्ण रूप से निर्धारित होती है जिसके साथ डेटा को बहुप्रोसेसर वातावरण में विभाजित और वितरित किया जाता है और प्रोसेसर के बीच जानकारी कैसे साझा की जाती है। हालांकि कई डेटा विभाजन एल्गोरिदम मौजूद हैं और कंप्यूटर विज्ञान साहित्य में बड़े पैमाने पर अध्ययन किया गया है, डेटा विभाजन पर हाइड्रोलॉजिकल मॉडल संरचना की भूमिका का विस्तृत स्पष्टीकरण अभी तक प्रस्तुत नहीं किया गया है । PIHM हाइड्रोलॉजिक मॉडल में उपयोग की जाने वाली असंरचित डोमेन विवेकीकरण योजना को एक उदाहरण के रूप में देखते हुए, पेपर सबसे पहले इष्टतम डोमेन विभाजन एल्गोरिदम में हाइड्रोलॉजिक कारकों को शामिल करने के लिए एक सामान्य पद्धति प्रस्तुत करता है। फिर विभाजन का उपयोग समानांतर दक्षता पर कम्प्यूटेशन लोड संतुलन और इंटरप्रोसेसर संचार की अलग-अलग भूमिका का पता लगाने के लिए किया जाता है। परिणाम पुष्टि करते हैं कि विभाजन पर समानांतर सिमुलेशन जो इंटरप्रोसेसर संचार को कम करते हैं और कम्प्यूटेशनल लोड को समान रूप से विभाजित करते हैं, सबसे कुशल हैं। इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि प्रोसेसर के बीच लोड संतुलन इंटरप्रोसेसर संचार को कम करने की तुलना में समानांतर दक्षता पर अधिक संवेदनशील नियंत्रण माना जाता है। विभिन्न विभाजन विन्यासों के लिए समानांतर कोड की दक्षता और मापनीयता के आगे के विश्लेषण से समानांतर दक्षता और सैद्धांतिक मेट्रिक्स जैसे लोड बैलेंस अनुपात और संचार से कम्प्यूटेशन अनुपात के बीच एक सीधा पत्राचार पता चलता है। परिणाम संकेत देते हैं कि कम्प्यूटेशनल रूप से गहन समानांतर सिमुलेशन किए जाने से पहले सर्वोत्तम विभाजन के चयन के लिए सैद्धांतिक मेट्रिक्स का उपयोग किया जा सकता है। अध्ययन कई संकल्पों पर समानांतर वितरित हाइड्रोलॉजिक मॉडल की दक्षता पर कम्प्यूटेशन और संचार के प्रभाव के प्रमाण-अवधारणा मूल्यांकन के रूप में कार्य करता है।