Simulación paralela utilizando flujos reactivos: enfoque basado en gráficos para modelado dinámico y optimización
Autores: Sirotkin, Oleksii; Prymushko, Arsentii; Puchko, Ivan; Kravtsov, Hryhoriy; Yaroshynskyi, Mykola; Artemchuk, Volodymyr
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Simulación paralela utilizando flujos reactivos: enfoque basado en gráficos para modelado dinámico y optimización
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Sistemas
Palabras clave
Modelos computacionales
Estrategias de ejecución paralela
Gráficos de simulación
Flujos reactivos
Marco escalable
Estrategias de optimización
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 22
Citaciones: Sin citaciones
Los modelos computacionales modernos tienden a volverse cada vez más complejos, especialmente en campos como la biología computacional, modelado físico, simulación social y otros. Con la creciente complejidad de las simulaciones, las arquitecturas computacionales modernas demandan estrategias eficientes de ejecución paralela. Este documento propone un enfoque novedoso aprovechando el paradigma de flujo reactivo como un protocolo de sincronización de propósito general para la simulación paralela. Introducimos un método para construir grafos de simulación a partir de funciones de transición predefinidas, asegurando modularidad y reutilización. Además, esbozamos estrategias para la optimización de grafos y la simulación interactiva a través de patrones push y pull. El grafo computacional resultante, implementado utilizando flujos reactivos, ofrece un marco escalable para la computación paralela. A través de análisis teóricos e implementación práctica, demostramos la viabilidad de este enfoque, resaltando sus ventajas sobre los métodos tradicionales de simulación paralela. Finalmente, discutimos desafíos futuros, incluyendo la construcción automática de grafos, tolerancia a fallos y estrategias de optimización, como áreas clave para futuras investigaciones.
Descripción
Los modelos computacionales modernos tienden a volverse cada vez más complejos, especialmente en campos como la biología computacional, modelado físico, simulación social y otros. Con la creciente complejidad de las simulaciones, las arquitecturas computacionales modernas demandan estrategias eficientes de ejecución paralela. Este documento propone un enfoque novedoso aprovechando el paradigma de flujo reactivo como un protocolo de sincronización de propósito general para la simulación paralela. Introducimos un método para construir grafos de simulación a partir de funciones de transición predefinidas, asegurando modularidad y reutilización. Además, esbozamos estrategias para la optimización de grafos y la simulación interactiva a través de patrones push y pull. El grafo computacional resultante, implementado utilizando flujos reactivos, ofrece un marco escalable para la computación paralela. A través de análisis teóricos e implementación práctica, demostramos la viabilidad de este enfoque, resaltando sus ventajas sobre los métodos tradicionales de simulación paralela. Finalmente, discutimos desafíos futuros, incluyendo la construcción automática de grafos, tolerancia a fallos y estrategias de optimización, como áreas clave para futuras investigaciones.