Применение распределённых вычислительных систем к расчёту апостериор-ных распределений
Категория: 15-4
УДК 550.8.028
И.М. Алёшин, К.И. Холодков
Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, г. Москва, Россия
Рассмотрены вопросы упрощения использования распределённых вычислительных систем (грид) в геофизическом моделировании. Основное внимание уделено техническим аспектам разработки веб-приложения, в частности, механизму интеграции проблемно-специфических элементов этого приложения и промежуточного программного обеспечения. В работе описан ряд технических особенностей реализации вычислительных кластеров и разработанного программного обеспечения, включая виртуализацию вычислительных узлов и применение высокоуровневых примитивов программирования. В качестве примера приводится решение задачи определения параметров анизотропии коры и верхней мантии по данным телесейсмических наблюдений. Разработанное программное обеспечение предоставляет возможность точного численного решения задачи в терминах формализма апостериорной функции распределения. Проведено сравнение с результатами, полученными приближенными методами.
Ключевые слова: обратная задача, анизотропия коры и верхней мантии, распределённые вычислительные системы, грид, приложение для грид.
Работа выполнена при поддержке Программы фундаментальных исследований Президиума РАН № 43П по стратегическим направлениям развития науки на 2014 г. “Фундаментальные проблемы математического моделирования”.
Литература
Алёшин И.М., Мишин Д.Ю., Жижин М.Н., Корягин В.Н., Медведев Д.П., Новиков А.М., Перегудов Д.В. Применение распределенных вычислительных систем при определении параметров сейсмической анизотропии коры и верхней мантии // Геофизические исследования. 2009. Т. 10, № 4. С.34–47.
Винник Л.П., Левшин А.П. Исследования мантии Земли сейсмическими методами. М.: Наука, 1976. 200 с.
Косарев Г.Л., Макеева Л.И., Саваренский E.Ф., Чесноков Е.М. Влияние анизотропии под сейсмостанцией на объёмные волны // Физика Земли. 1979. № 2. С.26–37.
Advanced Micro Devices, Inc. Advanced Micro Devices (AMD) AMD64 Virtualization Codenamed “Pacifica” Technology Secure Virtual Machine Architecture Reference Manual // 33047–Rev. 3.01–May 2005.
IBM Corporation KVM and open virtualization: Who’s using it, how and why? // IBM Systems and Technology. Somers, NY, USA. May 2013.
Intel Corporation. First the Tick, now the Tock: Next Generation Intel Microarchitecture (Nehalem) // Whitepaper, Intel Corporation, 2008.
Kholodkov K.I. Implementation of seismic data inversion as grid-backed web service // Russian journal of Earth sciences. 2013. N 13.
Nicolas A., Christensen N.I. Formation of anisotropy in upper mantle peridotites: a review, in: Fuchs K., Froideveaux C. (Eds.). Composition, Structure and Dynamics of the Lithosphere Asthenosphere System // Amer. Geophys. Union, Geodyn. 1987. Ser. 16. P.111–123.
Petitet A., Whaley R.C., Dongarra J., Cleary A. HPL – A Portable Implementation of the High-Performance Linpack Benchmark for Distributed-Memory Computers / University of Tennessee, Knoxville, Innovative Computing Laboratories. www.netlib.org/benchmark/hpl, 2008.
Savage M.K. Seismic anisotropy and mantle deformation: what have we learned from shear wave splitting? // Rev. Geophys. 1999. V. 31, Is. 1. P.65–106.
Tarantola A. Inverse problem theory; methods for data fitting and model parameter estimation. Elsevier, 1987. 613 p.
Uhlig R., Neiger G., Rodgers D., Santoni A.L., Martins F.C.M., Anderson A.V., Bennett S.M., Kagi A., Leung F.H., Smith L. Intel Virtualization Technology // Computer, IEEE Computer Society. 2005. V. 38.
Vinnik L.P., Kiselev S.G., Kosarev G.L., Makeyeva L.I. Depth localized azimuthal anisotropy from SKS and P receiver functions: The Tien Shan // Geophys. J. Int. 2007. V. 169. P.1289–1299.
Сведения об авторах
АЛЁШИН Игорь Михайлович – кандидат физико-математических наук, заведующий лабораторией, Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. 123995, ГСП-5, Москва, Д-242, ул. Большая Грузинская, д. 10, стр. 1. Тел.: +7(499)254-92-24. E-mail: ima@ifz.ru; ведущий научный сотрудник, Геофизический центр РАН. 119296, г. Москва, ул. Молодежная, д. 3.
ХОЛОДКОВ Кирилл Игоревич – ведущий инженер, Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. 123995, ГСП-5, Москва, Д-242, ул. Большая Грузинская, д. 10, стр. 1. Тел.: +7(499)254-92-24. E-mail: keir@ifz.ru