Verlag des Forschungszentrums Jülich

JUEL-4211
Hofmann, Michael
Paralleles Sortieren am Beispiel der schnellen Multipolmethode
76 S., 2006

Paralleles Sortieren am Beispiel der schnellen Multipolmethode
Die schnelle Multipolmethode (FMM) ist eine linear skalierende Methode zur Berech-nung langreichweitiger Wechselwirkungen. Im Rahmen einer parallelen Implementierung der FMM (am Zentralinstitut für Angewandte Mathematik des Forschungszentrums Jülich), werden linear skalierende parallele Sortierverfahren benötigt. Durch die Verwen-dung der FMM, beispielsweise als Unterprogramm in Molekulardynamiksimulationen, ergeben sich weitere Anforderungen. Diese betreffen unter anderem Einschränkungen bei der Verwendung von zusätzlichem Hauptspeicher, die Handhabung der Eingabeda-ten und die Bereitstellung der Ausgabedaten. Im Verlauf der Arbeit wird gezeigt, wie sich sequentielle und parallele Sortierverfahren mit Laufzeitkomplexität O(n) und Speicher-komplexität O(1) realisieren lassen. Zum Abschluss wird das Konzept einer Programm-bibliothek vorgestellt, welche die implementierten Sortierverfahren beinhaltet. Damit ist es möglich, die verwendeten Verfahren einfach an Erfordernisse anderer Anwendungen anzupassen und unabhängig von der FMM einzusetzen.


Parallel sorting within an implementation of the Fast Multipole Method
The fast multipole method (FMM) evaluates Coulomb interactions with linearly sca-ling computational complexity. A parallel implementation of the FMM (developed at the Central Institute for Applied Mathematics at the Research Centre Jülich) requires linearly scaling methods for parallel sorting. Additional requirements arise due to the usage of the FMM, for example as part of molecular dynamics simulations. They con-cern the restricted use of memory, the handling of the input data and the preparation of the output data. It is shown, how to achieve sequential and parallel sorting with time O(n) and space O(1) complexity. Finally a library for sorting methods is introduced, to provide flexible and easy to use parallel sorting for applications besides the FMM too.

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Letzte Änderung: 07.06.2022