عنوان
ارائه يك چارچوب نرم‌افزاري براي اجراي كاراي مدل‌هاي پژوهش و پيش‌بيني هواشناسي
نويسنده اصلي
فرهاد حيدري
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
چكيده
مدل پژوهش و پيش‌بيني آب‌وهوا يك سيستم شبيه‌سازي بشدت وابسته به رايانش، I/O و شبكه است و اجراي آن در سريع‌ترين رايانه‌ها نيز يك چالش بزرگ است. اجراي بهينه و در تنگناي زماني مقرر، موردنظر بسياري از سازمان‌ها و مؤسسات هواشناسي است. مديريت و پياده‌سازي برنامه‌هاي نيازمند رايانش با كارايي بالا عمدتاً روي زيرساخت‌هاي رايانش خوشه‌اي و ابري به دليل وجود منابع پردازشي فراوان كه آنها را در پردازش موازي داده‌هاي عظيم توانمند مي‌سازد، انجام مي شود. در اين زيرساخت‌ها معمولاً از مجازي‌سازي براي مديريت دسترسي به منابع استفاده مي‌گردد. اين كار موجب تحميل سربار زماني اضافي به خوشه مي‌شود.
استفاده از مجازي‌سازي سبك‌وزن ضمن ايجاد سربار بسيار ناچيز، منافع و مزاياي دسترسي نامحدود به منابع در زيرساخت‌هاي ابري را به همراه دارد.
براي اثبات بهره‌وري مناسب چارچوب موردنظر، بررسي مقايسه‌اي بين كانتينر‌هاي موردنظر در اين پروژه يعني Docker، Singularity و مجازي‌سازي تحت ابرناظر KVM در اجراي مدل WRF انجام مي‌شود. در اين تحقيق نشان داده مي‌شود كه ويژگي‌هاي مجازي‌سازي سبك‌وزن مبتني بر كانتينر در مقايسه با مجازي‌سازي مبتني بر ابرناظر، زمان كلي اجراي مدل WRF به‌عنوان يك برنامه كاربردي علمي نيازمند رايانش با كارايي بالا را كاهش مي‌دهد.
تخمين زمان اجراي مدل هواشناسي بر روي يك سكوي نرم‌افزاري، سخت‌افزاري و در مقياس‌هاي مختلف جغرافيايي از اين جهت براي سازمان‌ها و مؤسسات هواشناسي اهميت دارد كه بتوانند در زمان‌بندي موردنظر خروجي مدل را تحليل و نتايج را اعلام نمايند.
در اين تحقيق متغيرهايي كه در سرعت اجراي مدل هواشناسي WRF تاثير دارند، مشخص گرديدند. سپس با انتخاب يك فاصله شبكه‌اي بعنوان مرجع با تعداد نقاط شبكه مشخص و 4 فاصله شبكه‌اي با تعداد نقاط شبكه كه مضرب درستي از نقاط شبكه مرجع هستند و اجراي آنها با استفاده از مدل WRF، زمان اجراي يك نقطه از نقاط شبكه بدست آمد. با استفاده از شبيه‌سازي عددي براي اولين بار يك رابطه رياضي از زمان اجراي مدل در مقياس‌هاي مختلف پيشنهاد شد. رابطه فوق بر اساس تعداد نقاط شبكه، فاصله شبكه‌اي، زمان شبيه‌سازي مدل و تعداد پردازنده‌هاي مورد استفاده در سخت‌افزار، زمان اجراي مدل را برحسب دقيقه محاسبه مي نمايد.
شماره ركورد
194890
دانشگاه
دانشگاه علم و صنعت ايران
رشته تحصيلي
فناوري اطلاعات - شبكه هاي كامپيوتري
استاد راهنما
دكتر محمد عبداللهي ازگمي