| عنوان فارسی مقاله: |
نمونه سازی سیستم وضوح بالا و مقیاس بزرگ کشاورزی با استفاده از رویکرد پیوندی مرکب از پردازش موازی و محاسباتی |
| عنوان انگلیسی مقاله: |
Large-scale, high-resolution agricultural systems modeling using a hybrid approach combining grid computing and parallel processing |
دیباچه
حل پیچیدگی های جهانی چالش ها در سیستم ارضی، مانند امنیت غذایی و انرژی، نیازمند اطلاعاتی در ارتباط با مدیریت سیستم های کشاورزی با وضوح فضایی و زمانی بالا در فضاهای اقلیمی یا جهانی می باشد. اگرچه گنجایش محاسباتی مانعی برای نمونه سازی کشاورزی با وضوح بالا و مقیاس بزرگ می باشد. برای نمونه سازی تولید گندم، خاک کربن، و انرژی نیتروژن در فضای کشت استرالیا با وضوح بالا، ما یک رویکرد پیوندی محاسباتی مرکب از پردازش موازی و محاسبه شبکه را توسعه دادیم. رویکرد پیوندی وظایفی را در منبع محاسبه شبکه ناهمگن توزیع می کند و تمام منابع کامپیوترها را در این منبع به طور کامل به کار می برد. ما 325 شیوه مدیریت را به صورت روزانه برای بیش از 122 سال، برای 12.707 منطقه خاک-آب و هوایی با استفاده از سیستم های شبیه ساز تولید کشاورزی (APSIM) مبتنی بر ویندوز شبیه سازی کردیم. انجام این شبیه سازی ها روی یک کامپیوتر به تنهایی چیزی حدود 30 سال طول می کشید. رویکرد پیوندی اجرای بالای محاسباتی (HPC) نمونه سازی را طی 10.5 روز –تسریع حدود 1000 بار- در حالی که بیشتر کارها در چند روز ابتدایی انجام گرفته بود، کامل کرد. این رویکرد سازمانهای بلا استفاده موجود را به کار گرفت-منابع محاسباتی گسترده و حذف نیاز به ترجمه مدلهای مبتی بر ویندوز برای دیگر سیستمهای عملیاتی برای به کار گیری روی کلاسترهای محاسبتی. اگرچه چالش های محاسباتی زیادی وجود دارد که نیازمند جهت دهی برای استفاده مفید از این تکنیک ها می باشند و نقاط قوت مختلفی برای توسعه عملیاتی بیشتر باقی می ماند. نتایج نشان دهنده تاثیر گذاری رویکرد بر انجام نمونه سازی با وضوح بالا در سیستمهای کشاورزی در مقیاس اقلیمی و جهانی می باشد.
