Решение задач оптимизации большой размерности на многопроцессорных вычислительных системах

Задачи поиска глобального экстремума функции характеризуются высокой трудоемкостью. Нередко для их решения ресурсов традиционных однопроцессорных компьютеров оказывается недостаточно. Поэтому необходимо использовать параллельные вычислительные системы. Доклад посвящен методам и программному обеспечению для решения задач оптимизации большой размерности, ориентированным на многопроцессорные вычислительные комплексы и распределенные системы. Приводятся общие схемы методов и особенности их применения для различных классов задач. Рассматриваются проблемы эффективной реализации оптимизационных алгоритмов на многопроцессорных системах с общей и распределенной памятью. Производится сравнение таких систем. В частности, рассматриваются методы динамической балансировки нагрузки между процессорами и приемы эффективного управления памятью при реализации методов типа ветвей и границ. Приводится компонентная схема и архитектура разработанного программного комплекса для решения задач оптимизации, ориентированного на различные современные платформы: традиционные однопроцессорных системы, многопроцессорные системы с общей памятью, системы с распределенной памятью и грид-системы. Приводятся результаты экспериментов, и рассматривается спектр возможных применений разработанного программного обеспечения для решения задач инженерного дизайна, биоинформационных технологий, вычислительной химии.