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同作追光者,共擔破壁責

第二章 勢如破竹

同作追光者,共擔破壁責 滄守 1576 2022-08-08 20:51:48

  鐘健偉開始給隊友們分派任務:“此次決賽總共有六題,六個程序要跑。我們有六臺機器,共享三千瓦的功率限制,第一題,要求使用數學方法建立最優模型,分別計算紐約,BJ,上海,東京,巴黎,倫敦的人口流動率,并預測其趨勢。這是道簡單題,劉強,這道題交給你,有問題嗎?”

  “沒問題,交給我吧,我們隊可是去年全國數學建模大賽的亞軍,我盡量快些,算完就來幫忙。“劉強面帶自信微笑地回道。

  ”第二題,用柯西方程輔助推導泊松分布,這是概率論中的題,偏簡單,是道送分題,蘇子豪,這道題交給你,務必快速解決,然后來幫我或段軍。“鐘健偉從容不迫地說道。

  “嗯。“蘇子豪點點頭。

  ”第三題,馬氏鏈狀態空間的轉移矩陣。李佳怡,這題交給你了,務必拿滿。“鐘健偉看著隊友們,徐徐說道,”大賽滿分90分,按5,10,15,15,20,25來分布,前三道題幾乎都是送分題,幾乎所有參賽隊伍都能拿滿,但我們也不能掉以輕心。

  “第四題,HPCC。HPCC是一套面向高性能計算機的綜合測試程序包,由田納西大學的Jack Dongarra 和Piotr Luszczek與一些美國和歐洲的合作者共同組織實施,包含HPL、DGEMN、STREAM、PTRANS、RandomAccess、FFTE和帶寬延遲測試7個測試程序。HPCC能夠測試高性能計算機系統多個方面的性能,包括處理器速度、存儲訪問速度和網絡通信速度等,對各種應用都有一定的代表性和參考價值。簡單來說,HPCC與HPL有些類似于數學上合集和子集的關系,HPCC包含了HPL但不僅限于此。HPCC測試標準的提出,很大程度上反映了傳統的高性能計算正在逐漸向高生產率計算的概念轉變。如今,只具有很高計算速度的計算機已經不能解決所有問題,我們必須要將其與實際應用相結合,提高效率。這已經相當有難度了。陽哲浩,有信心嗎?”

  “放心,交給我吧。“陽哲浩鄭重地點了點頭。

  “最后兩題,“說到這,鐘健偉頓了頓,然后才繼續說道,”NAMD和Gridding,巧合的是,這兩個軟件一個研究分子級的微觀世界,一個研究宇宙級的宏觀世界。NAMD,即納米尺度的分子動力學,是人們探知微觀世界的一個軟件,能夠在大規模并行計算機上快速模擬大分子體系,廣泛應用于生命科學等領域,如抗癌藥物開發等。NAMD曾獲得過2002年超算界最高榮譽的戈登·貝爾獎和2012年的西德尼·費恩巴赫獎,能夠從幾百個內核的典型模擬擴展到超越 500,000 內核的最大的模擬,是一款適用非常廣泛的超算軟件。另外一道賽題Gridding是平方公里射電望遠鏡陣列數據處理過程中非常重要的一個步驟,也是最耗時的步驟之一,平方公里射電望遠鏡陣列簡稱SKA。SKA是全球最大的“大數據”項目,其每年產生的數據量高達3,000PB,是谷歌的30倍。為了生成天空圖像,科學家需要對射電望遠鏡采集的數據進行一系列的操作,但望遠鏡產生的數據是不規則的,需要被映射到規整的二維網格上,隨后才能進行傅立葉變化,這個映射的過程即為Gridding。“

  ”本次競賽的主題口號是Try Different,挑戰非凡。從目前的賽題來看,較以往的競賽來說,ASC15的挑戰性確實難度非凡。但,世無艱難,何來人杰?段軍,你負責NAMD,我負責Gridding。任務艱巨,但我們必須迎難而上。開始吧。“鐘健偉道。

  劉強坐在機器前,認真地在進行數學建模,計算和估測六個城市的遷入率和遷出率,在依此估測其人口流動率。僅用了兩個小時就完成了第一題,然后去幫蘇子豪。

  只見蘇子豪輸入:..........V0(o+1)=V(o).V(t)..............................

  .......................V0(t)=a*t,a=V0(1).0

  ................V0(t)=e*-yt......V1(o+t)=V2(o)V0(t)+V0(o)V1(t)......

  ..........................V1(o+t)=V1(o).e*-yt +e*-yoV1(t)....................

  .....................V1(o+t)e*y(o+1)=V1(o)e*yo +V1(t)e*yt...............

  ....................V1(t)e*yt=U1(t),U1(o+1)=U1(o)+U1(t)..................

  .....................................V1(t)=c1te*-yt....................................

  ................V2(o+1)=V2(o)V2(t)+V1(o)V1(t)+V0(o)V2(t)...............

  ............V2(o+t)=V2(o)e*-yt +V2(t)e*-yo +c1*2ote*-y(1+o).........

  ...............V2(o+t)e*-y(o+1)-1/2c1*2(o+t)*2.............................

  .............=[V2(o)e*yo -1/2c1*2o*2]+[V2(t)e*yt -1/2c1*2t*2]........

  .............U2(t)=V2(t)e*yt -1/2c1*2t*2,U2(o+t)=u2(o)+U2(t)..........

  ............................V2(t)=[1/2(c1t)*2+c2t]e*-yt...........................

  ..................limV2(t)/t=lim[(1/2c1*2t+c2)e*-yt]=c2=0..................

  ...........V2(t)=c1t.e*-yt/2!,Vk(t)=(c1t)*k.e*-yt,k=0,1,2,.................

  ...........c1=y,Vk(t)=(c1t)*k.e*-yt/k!,k=0,1,2,........,y=-ln V0(1).......

  在兩人聯手之后,第二題亦被攻克,而此時,李佳怡也用馬氏鏈狀態空間的轉移矩陣解決了第三題。時間在一點點流逝,分數在一點點增加。

  45個小時過去了,清華代表隊已經得到了83分,穩居第二且離第一僅差一分,此時,只剩鐘健偉還在進行傅立葉變換,尋找最后的解決方法。李佳怡走了過來,遞給鐘健偉一瓶水。“休息一下吧,前二已經穩了,調整好狀態,我們沖擊冠軍。”

  鐘健偉點了點頭,接過水,喝了一口,心情格外舒暢,對李佳怡笑了笑,說:“我們一定會贏得冠軍的。超算之墻,我們打破了。“

滄守

本章中前三題為虛構,后三題為真實的初賽試題(查找了相關資料)。另外,作者并非專業人士,所描寫細節和專業術語難免有錯誤之處,如發現,請在評論區指出,萬分感謝。

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