عنوان کامل پروژه: 

پروژه آموزش موازی‌سازی کد به روش OpenMp در نرم‌افزار برنامه‌نویسی فرترن

در مسائل دینامیک سیالات در زمینه‌های مختلف از قبیل هوافضا، توربوماشین‌ها، احتراق و غیره، همچون محاسبه ضرایب لیفت و درگ در یک جسم پرنده، یا محاسبه نیروهای وارده بر پره یک توربین گازی و یا اندازه‌گیری نیروی پیشرانش یک موشک از لحظه پرتاب، استفاده از روش‌های محاسبات عددی راهگشای بسیاری از مشکلات است. در روش‌های محاسباتی معمول، معادلات ناویر-استوکس به عنوان کلی‌ترین قانون حاکم بر رفتار سیالات بوسیله کامپیوتر حل می‌شوند. برای حل این معادلات ابتدا دستگاه معادلات دیفرانسیل با مشتقات جزئی غیر خطی بر روی یک شبکه محاسباتی  متناسب با هندسه مساله گسسته سازی شده، و تبدیل به یک دستگاه معادلات جبری می‌شوند. با حل دستگاه معادلات بدست آمده بر روی شبکه محاسباتی، پارامترهای مورد نیاز از قبیل سرعت و فشار در تمامی دامنه حل بدست می‌آیند. حل‌های عددی به این شیوه دارای دو مزیت اصلی هستند؛ ابتدا آنکه بسیار ساده‌تر و ارزان‌تر از آزمایش‌های تجربی هستند و در فازهای پیش از ساخت یک جسم پرنده یا یک وسیله صنعتی، می‌توانند از صرف هزینه‌های بالا در مراحل بعدی ساخت جلوگیری کنند، و دوم آنکه می‌توانند مسائل پیچیده‌تر را در شرایط مختلف مورد بررسی قرار دهند. تا سال‌های نه چندان دور تنها برخی ابر رایانه‌ها قادر به انجام محاسبات این‌گونه مسائل مرتبط با دینامیک سیالات بودند زیرا تعداد سلول‌های محاسباتی زیاد برای بدست آوردن نتایج دقیق، نیازمند سرعت محاسباتی و حافظه بالا به منظور ذخیره‌سازی اطلاعات بدست آمده از حل می‌باشد. اما در سال‌های اخیر به لطف تولید پردازنده‌های چند هسته‌ای و پردازشگرهای گرافیکی، متخصصان در زمینه علوم کامپیوتر الگوریتم‌های محاسباتی را توسعه دادند که سرعت انجام محاسبات را به طرز چشمگیری افزایش می‌دهند. از این دسته از الگوریتم‌های محاسباتی می‌توان به روش‌هایی از قبیل OpenMP ،MPI و روش پردازش گرافیکی GPU اشاره کرد. در کار حاضر قصد داریم تا با استفاده از نرم افزار فرترن ( FORTRAN )، روش پردازش موازی OpenMP را بصورت تفصیلی شرح دهیم. از مزیت‌های این روش آن است که بوسیله آن می‌توان یک کد نوشته شده بصورت پردازش تک‌هسته‌ای  را بسرعت به یک کد با پردازش موازی تبدیل کرد.

آنچه در این کد خواهید آموخت:

1- آشنایی با انواع روش‌های پردازش موازی و مزیت‌ها و معایب آنها

2- مفهوم حافظه اشتراکی و حافظه توزیع یافته

3- یادگیری روش پردازش موازی OpenMP

نکات و الزامات:

1- این شیوه مربوط به زبان برنامه نویسی فرترن 90 است.

2- لازم است تا خواننده آشنایی مقدماتی با زبان برنامه نویسی فرترن ( FORTRAN ) داشته باشد.