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Parallele single-file-Diffusion mit Zellulären Automaten
Uwe Renner
erschienen in [1], S. 415–424
Inhalt
- Einleitung
- Modellbeschreibung
- Das MPI-Interface
- Experimentelle Untersuchungen
- Auswertung
- Ausblick
Zusammenfassung
Die single-file-Diffusion ist ein anomaler Diffusionsprozess, der sich mit einem zellulären stochastischen Automatenmodell beschreiben lässt. Die Zustandsüberführungen erfolgt regelbasiert und zeitlich synchron in jeder Zelle nach dem SIMD-Prinzip. Diese parallele Eigenschaft und die einfache topologische Nachbarschaftseigenschaft kann dazu genutzt werden, die Rechenressourcen in geeigneter auf verschiedene Rechnerknoten aufzuteilen, wobei jeder Knoten einen Teilautomaten realisiert. Die Teilergebnisse der Simulation lassen sich mittels MPI austauschen und zu einem Gesamtergebnis zusammenfassen. Die nötigen Schritte hierzu werden erläutert. Es werden in Abhängigkeit von der Teilchenkonzentration experimentelle Untersuchungen zum zeitlichen Verhalten des mittleren Verschiebungsquadrates vorgenommen, welche das theoretisch prognostizierte Verhalten bestätigen. Die Ergebnisse zum Speed-Up in Abhängigkeit von der Zahl der Rechnerknoten zeigen erwartungsgemäß ein nahezu lineares Verhalten für höhere Teilchenkonzentrationen.
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Literatur
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U. Renner: Parallele single-file-Diffusion mit Zellulären Automaten. In: D. Fey (Hrsg.): Grid-Computing – Eine Basistechnologie für Computational Science. Reihe: eXamen.press, Verlag Springer, 2010, Kapitel 20. ISBN 978-3-540-79746-3 / ISSN 1614-5216
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