Автоматизация компьютерного эксперимента с моделями агроэкосистем Топаж А.Г.*, Полуэктов Р.А.*, Медведев С.А

Задачи, требующие поливариантного расчёта ЗадачаИсточник поливариантности Анализ чувствительности и идентификация параметров Поливариантность исследуемого параметра Статистический анализ и определение средних характеристик продуктивности Фактические реализации погодных условий в разные годы Реакция агроэкосистемы на антропогенные изменения климата Сгенерированные реализации погоды для климата будущего Оптимизации агротехнологий Варианты (нормы и сроки) технологических воздействий

Ограничения, накладываемые на модель продукционного процесса Принципиальная возможность выполнения в пакетном режиме Семантическая совместимость с системой поливариантного расчёта Техническая совместимость с системой поливариантного расчёта

Условия семантической совместимости модели СПР поддерживает фиксированный набор типов фактора –Местность –Погода –Культура –Почва –Технологии возделывания –Исходное состояние Любой тип фактора, поддерживаемый моделью, содержит одну или несколько таблиц. Таблицы могут быть двух видов: –Одному уровню фактора соответствует фиксированный набор скалярных значений (одна запись реляционной таблицы). Например, координаты местности – широта, долгота, высота. –Одному уровню фактора соответствует реляционная таблица, имеющая одно уникальное поле. Например, гидрофизические характеристики почвенных слоёв или суточные погодные данные за вегетационный период. Результаты работы модели представляются одной таблицей, одна из колонок которой идентифицирует время получения результата

ПРОЕКТ К понятию проекта Фактор 1 Фактор 2 Фактор 3 Сценарий РАСЧЕТ Результаты ДатаB LEAF W SOIL E PLANT 13/04/ /04/ /04/ …

Компьютерный многофакторный эксперимент с повторностями Параметры стратегии применения агротехнологий Сгенерированные реализации погодных сценариев Показатель экономической эффективности (Прибыль от урожая - затраты)

ПРОЕКТ Применение в точном земледелии Электронная карта единиц управления в масштабе сельскохозяйственного поля Сценарий расчета Расчет по модели

Расчет независимых сценариев – эмуляция параллельности вычислений Расчет зависимых сценариев (внутрипопуляционная конкуренция за ресурсы, горизонтальные перетоки вещества и энергии) – реальные параллельные вычисления Перспективы Сценарий 1 Шаг модели Сценарий 2 Сценарий 3 TpTp Обмен информацией t

Техника реализации параллельных вычислений 1. Локальные расчеты на многопроцессорной технике РАСЧЕТ ПРОЕКТА Модель X k-1 = f(X k,t) Модель X k-1 = f(X k,t) Модель X k-1 = f(X k,t) Вычислительные потоки/процессы

Техника реализации параллельных вычислений 2. Облачные вычисления Модель X k-1 = f(X k,t) РАСЧЕТ ПРОЕКТА Модель X k-1 = f(X k,t) Модель X k-1 = f(X k,t)

Спасибо за внимание