Sistema para simulação interativa de dinâmica molecular em um ambiente paralelo

AUTOR(ES)
DATA DE PUBLICAÇÃO

2005

RESUMO

Este trabalho apresenta uma implementação proposta para paralelização de simulações interativas de Dinâmica Molecular (DM) utilizando o ambiente PyMPI, o qual estende a linguagem Python para o execução paralela através da biblioteca de comunicação MPI. Utilizou-se como estudo de caso o ADKS, que é um software interativo para simulações de DM aplicadas a defeitos em sólidos, tais como fraturas e contornos de grão. Uma máquina paralela de memória distribuída composta de 5 nós biprocessados foi empregada. Inicialmente, paralelizou-se o motor de simulação do ADKS utilizando-se a abordagem de decomposição espacial do domínio entre processadores e a biblioteca MPI. Empregou-se comunicação não bloqueada para otimizar o desempenho computacional, obtendo-se então speedups próximos do linear nos casos analisados. As simulações interativas paralelas foram modeladas como um autômato finito e implementadas por meio do ambiente PyMPI. O motor de simulação foi então integrado a esse ambiente de forma que suas rotinas associadas sejam acessíveis ao usuário na forma de comandos. Um novo módulo de visualização foi integrado à simulação interativa e executado no nó mestre, que executa a interface de usuário. Esse módulo é baseado naquele do ADKS e exibe as partículas em uma janela gráfica. O desempenho paralelo das simulações interativas foi ligeiramente inferior ao do motor de simulação devido à comunicação das coordenadas atualizadas das partículas ao processador mestre. Testes com simulações específicas demonstraram a viabilidade da abordagem proposta.

ASSUNTO(S)

dinâmica molecular computer science molecular dynamics simulação interativa distribuída processamento de alto desempenho clusters high performance computing distributed interactive cimulation clusters computaÇÃo aplicada python (programming language) python (linguagem de programação)

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