SYSTEM FEMA - MES - 99999 , WERSJA 1.1. IMPLEMENTACJA W SRODOWISKU LINUX

1
SYSTEM FEMA - MES - 99999 , WERSJA 1.1.
IMPLEMENTACJA W SRODOWISKU LINUX

• Prof. dr hab. inz. Waclaw PRZYBYLO
• Mgr inz. Jaroslaw KALINOWSKI

Politechnika Czestochowska Katedra Metod
Informatycznych w Budownictwie Wydzialu
Budownictwa
2
WSTEP

• Celem niniejszej pracy jest przedstawienie
  mozliwosci obliczen
• metoda elementów skonczonych (MES) duzych
  konstrukcji,
• zawierajacych do 99999 wezlów, na komputerach
  osobistych IBM
• PC, wyposazonych w system operacyjny LINUX, za
  pomoca
• wlasnego graficzno - obliczeniowego systemu
  FEMA - MES
• 1,2,3,4,5, przeniesionego ze srodowiska
  WINDOWS do
• srodowiska LINUX. Dzieki temu uzyskano szereg
  efektów
• stabilny system operacyjny, kompilatory,
  biblioteki oprogramowania, bezplatnie dostepne w
  wersji zródlowej,
• niskie koszty eksploatacji,
• powiekszenie maksymalnej wielkosci obliczanej
  konstrukcji do 99999 wezlów (599994 stopni
  swobody),

3
WSTEP cd...

• przekroczenie bariery wielkosci zbiorów 2 GB,
  wystepujacej w srodowisku WINDOWS,
• mozliwosc zbudowania farmy PECETÓW i
  wykorzystania w systemie FEMA - MES technologii
  przetwarzania wspólbieznego,
• zapewnienie skutecznego rozwoju systemu
  FEMA - MES w warunkach rozwoju technologii
  informatycznych (nowy sprzet, nowe
  oprogramowanie).
• Niniejsza praca jest kontynuacja i rozwinieciem
  pracy 5.
• Wprowadzono system LINUX DEBIAN KNOPPIX.
  Przeliczono
• przyklad testowy zawierajacy W99864 wezlów i
  E97380
• elementów powlokowych.

4
WPROWADZENIE

• Wraz ze wzrostem parametrów eksploatacyjnych
  wspólczesnych
• komputerów (moc obliczeniowa, pamiec operacyjna,
  pojemnosc
• dysków twardych) obserwuje sie coraz wieksze
  zapotrzebowanie na
• obliczenia coraz wiekszych ukladów
  konstrukcyjnych.
• Jednoczesnie nastepuje burzliwy rozwój systemów
  operacyjnych
• typu UNIX na komputerach osobistych. Systemy
  UNIX'owe, w tym
• szczególnie LINUX, zajely pokazny segment rynku
  jezeli chodzi o
• systemy serwerowe na komputerach PC i zdobywaja
  miejsce w
• segmencie stacji roboczych.

5
System operacyjny LINUX
LINUX jest bezplatnym systemem operacyjnym,
stworzonym u swoich zaczatków przez Linusa
Torwaldsa i rozwijanym przez wielu uzytkowników
na calym swiecie. Funkcjonalnie
odpowiada systemowi UNIX lecz nie posluguje sie
ta nazwa ze wzgledu na umowy licencyjne. System
ten pracuje na wielu platformach sprzetowych,
miedzy innymi Sparc, Macintosh, Amiga, Atari
ST, IBM PC. Jadro systemu, zbudowane zgodnie z
wszelkimi zasadami przyjetymi dla systemu UNIX,
powoduje, ze jest to system bardzo stabilny i
wydajny. Dostepny w calosci kod zródlowy
systemu pozwala na jego optymalizacje, mozliwosc
dostosowania do swoich potrzeb jak i eliminacje
bledów.
6
System operacyjny LINUX cd...
W systemie LINUX dostepnych jest szereg
kompilatorów i interpreterów róznych jezyków, np.
C (w którym jest napisane jadro systemu LINUX),
C, Fortran, Java, Perl, TCL/TK i wiele
innych. Podstawowe cechy systemu operacyjnego
LINUX to niskie koszty eksploatacji (sam system
jest bezplatny), duza stabilnosc, otwarte zródlo,
doskonale narzedzia administracyjne
i programistyczne. Kompilatory jezyków
programowania C, C, FORTRAN, , umozliwiaja
wzajemne laczenie procedur i funkcji napisanych
w róznych jezykach.
7
System operacyjny LINUX cd...
Dzieki temu zapewniona jest ciaglosc rozwoju
oprogramowania, bez koniecznosci uciazliwego i
pracochlonnego tlumaczenia programów ze starszych
jezyków na nowsze. Dzieki oferowanej latwosci
zanurzenia programu napisanego w jezyku FORTRAN w
programie napisanym w jezyku C (C), w sposób
naturalny zostala stworzona mozliwosc
zastosowania programowania wspólbieznego na
utworzonej do tego celu FARMIE komputerów
(CLUSTER). Siec internetowa z protokolem
TCP/IP umozliwia zbudowanie farmy komputerów
fizycznie odleglych od siebie.
8
System FEMA - MES
Przy obliczaniu duzych ukladów konstrukcyjnych
metoda elementów skonczonych (MES) naturalnym
jest poszukiwanie stabilnego systemu
operacyjnego, umozliwiajacego skuteczne obliczanie
w relatywnie krótkim czasie jak najwiekszych
zadan na powszechnie dostepnych komputerach.
Obliczenia czesto trwaja wiele godzin i wymagaja
znacznych zasobów sprzetowych. Dotychczas
system FEMA - MES byl eksploatowany w srodowisku
DOS lub WINDOWS. Przy duzych zadaniach
praca systemu w tych srodowiskach okazala sie
malo stabilna. Stad powstal pomysl przeniesienia
systemu obliczeniowego do srodowiska LINUX.
9
System FEMA - MES cd...
Programy systemu FEMA - MES, jako programy
numeryczne, byly napisane w jezyku FORTRAN.
Przeniesienie tych programów do systemu LINUX
przy wykorzystaniu standardowych kompilatorów nie
sprawilo wiekszych problemów. Dzieki
przeniesieniu systemu FEMA - MES do srodowiska
LINUX uzyskano na mikrokomputerach IBM PC jakosc
pracy mozliwa dotychczas do osiagniecia na
wielokrotnie drozszych mini-komputerach. W
nastepnych punktach przedstawimy najbardziej
istotne informacje na temat podstawowych operacji
procesu obliczeniowego - preprocessing,
processing, postprocessing.
10
PREPROCESSING
Do preprocesingu zaliczamy procesy tworzenia
numerycznego modelu konstrukcji. Dane musza byc
przygotowane w formacie zrozumialym przez
programy obliczeniowe. Celem pierwszego
etapu jest przygotowanie zbioru danych. W
systemie FEMA  MES zbiór danych jest w formacie
tekstowym. Taka forma umozliwia tworzenie go przy
pomocy zwyklego edytora tekstowego. Mozliwe jest
tez wygenerowanie zbioru danych przy pomocy
zewnetrznych programów modelujacych. Przy duzej
wielkosci zadania reczne tworzenie zbioru danych
ze wzgledu na ich duza objetosc jest niewskazane.
11
Przygotowanie danych program AutoCAD
W systemie LINUX nie znaleziono dotychczas
bezplatnych programów typu CAD, umozliwiajacych
generowanie zlozonych konstrukcji
trójwymiarowych. Istnieja programy niekomercyjne
np. QCAD, lecz umozliwiaja one tylko rysowanie
konstrukcji dwuwymiarowych. Z programów
komercyjnych, odpowiadajacych wymaganiom zadania,
mozna polecic program Microstation. Umozliwia on
miedzy innymi zapis danych w formacie DXF. W
przykladzie, opisanym w punkcie 6, do generowania
modelu konstrukcji zastosowano program AutoCAD z
systemu Microsoft Windows.
12
Przygotowanie danych program AutoCAD cd...
AutoCAD dla potrzeb systemu FEMA - MES
zostal wzbogacony o odpowiednie elementy menu i
procedury do generowania elementów, wiezów i
obciazen konstrukcji. Przygotowanie danych
polega na narysowaniu modelu konstrukcji na
warstwach, odpowiadajacych odpowiednim
typom elementów. Przy rysowaniu mozna wykorzystac
cale bogactwo polecen systemu AutoCAD, co
zwieksza efektywnosc pracy. Po narysowaniu
konstrukcji, programy narzedziowe, wbudowane w
AutoCAD eksportuja rysunek konstrukcji do
postaci tekstowego pliku DXF. Format DXF to
standardowy przenosny format rysunku programu
AutoCAD oraz innych programów do grafiki
wektorowej.
13
Zamiana zbioru DXF na zbiór DAT DXF2DAT
Program DXF2DAT, zawierajacy w sobie baze danych
FEMA 2, tlumaczy tekstowy plik DXF do formatu
DAT, zrozumialego przez program obliczeniowy
MES. Plik DXF odwzorowuje wewnetrzny zapis bazy
obiektów, utworzonej przez program AutoCAD, w
trakcie generowania rysunku konstrukcji. Plik w
formacie DAT zawiera dane dla programu obliczeniow
ego MES w postaci bloków wezlów,
elementów skonczonych, polaczonych w grupy, itd.
Elementy sa rozpiete pomiedzy wezlami, tzn. konce
elementów skonczonych przylegaja do wezlów.
14
Optymalizacja danych - OPT
W dobie mikrokomputerów do generowania i
wizualizacji konstrukcji wykorzystuje sie
wyspecjalizowane graficzne narzedzia inzynierskie
o duzych mozliwosciach automatyzacji
prac projektowych. Przykladem takich narzedzi sa
programy AutoCAD i MicroStation. Projektant w
prosty i szybki sposób generuje
model konstrukcji, korzystajac z udogodnien
srodowiska graficznego, nie zwracajac uwagi, a
czesto nawet nie majac wplywu na
metode generowania numeracji wezlów i topologii
konstrukcji. Dane, generowane automatycznie przez
powyzsze programy sa zazwyczaj ponumerowane
nieoptymalnie z punktu widzenia
obliczen konstrukcji.
15
Optymalizacja danych - OPT cd...
W zagadnieniach dotyczacych obliczen statycznych
duzych konstrukcji kluczowym zagadnieniem,
wplywajacym na ilosc potrzebnej pamieci i
szybkosc obliczen, jest szerokosc
niezerowego pólpasma macierzy sztywnosci. Zalezy
ona bezposrednio od maksymalnej róznicy numerów
wezlów, do których przylegaja konce dowolnego
elementu skonczonego konstrukcji. Poprzez
odpowiednia renumeracje wezlów mozemy skrócic
czas obliczen i rozwiazac na komputerach
o ustalonych zasobach sprzetowych konstrukcje
znacznie bardziej zlozone.
16
Optymalizacja danych - OPT cd...
Program OPT 3 optymalizuje numeracje wezlów
konstrukcji, tzn. poszukuje permutacji numeracji
wezlów, dajacej minimalna szerokosc niezerowego
pólpasma macierzy sztywnosci . Program OPT
przeksztalca zbiór DAT na analogiczny, lecz ze
zmieniona numeracja wezlów. Dla niewielkich zadan
konwersja ta nie jest konieczna do wykonania
dalszych obliczen, ale znaczaco
zmniejsza zapotrzebowanie na zasoby dyskowe
systemu i skraca czas obliczen.
17
Optymalizacja danych - OPT cd...
W praktyce inzynierskiej przy analizowaniu
konstrukcji wazne sa numery elementów
skonczonych. Do numeracji wezlów siega
sie przewaznie jedynie w celu okreslenia
lokalizacji elementu. Poszukiwanie optymalnej
permutacji numeracji wezlów i jej wykorzystanie
nie powoduje zmiany numeracji elementów skonczonyc
h. Podejscie takie pozwala na optymalizacje
numeracji wezlów bez wplywu na istote
zagadnienia. W razie potrzeby istnieje mozliwosc
zmiany numeracji na pierwotna po wykonaniu
obliczen.
18
PROCESSING
Obliczenia - FEMA-MES
Obliczenia konstrukcji polegaja na ulozeniu i
rozwiazaniu standardowego ukladu równan,
zapisanego w postaci macierzowego równania
rózniczkowego Bq(t) Cq(t) Kq(t)
P(t), lub w przypadku statyki Kq(t)
P(t) Program obliczeniowy jest istotnym
skladnikiem systemu FEMA- MES.
19
Obliczenia naprezen zredukowanych SPG2RST
(HUBER)
Po wykonaniu obliczen statycznych konstrukcji,
dla kazdego elementu skonczonego uzyskujemy
szereg danych, charakteryzujacych jego
odksztalcenia, sily wewnetrzne i skladowe tensora
naprezen. Aby ulatwic analize wytezenia
konstrukcji na podstawie skladowych tensora
naprezen, obliczane sa naprezenia zredukowane
wedlug hipotezy Hubera. Tworzony jest zbiór
z rozszerzeniem RST (Reduced Stress) w formie
tekstowej, gdzie do kazdego numeru elementu
skonczonego przypisana jest wartosc naprezenia
zredukowanego.
20
Obliczenia naprezen zredukowanych SPG2RST
(HUBER) cd...
Na podstawie zbioru wyników SPG z obliczen
statycznych (lub dynamicznych) i dodatkowych
danych ze zbioru RST mozemy przedstawic stany
konstrukcji w postaci graficznej, czytelnej
dla projektanta, pozwalajacej zlokalizowac
elementy skonczone wg okreslonych kryteriów.
21
POSTPROCESSING
Najbardziej przejrzyste metody kontroli danych,
opisujacych konstrukcje, oraz wyniki obliczen
polegaja na wizualizacji graficznej. W
poczatkach rozwoju technologii informatycznych
sprzet pozwalal jedynie na wyswietlanie
informacji znakowych. Kontrola poprawnosci
wprowadzonej konstrukcji polegala na
zmudnym recznym analizowaniu rysowaniu modelu
konstrukcji na podstawie wspólrzednych wezlów i
topologii elementów.
22
POSTPROCESSING cd...
W miare uplywu lat, gdy komputery byly
wyposazane w oprogramowanie, umozliwiajace
prezentacje grafiki, systemy do KWP byly
rozbudowywane i uzupelniane o coraz
doskonalsze programy do wizualizacji wyników
obliczen konstrukcji. System FEMA - MES zostal
wyposazony w szereg programów do prezentacji
wyników obliczen, takich jak program GMES,
oraz programy umozliwiajace przekazanie wyników
obliczen (interfejsy) do wyspecjalizowanych
programów graficznych - AutoCAD i TCL/TK.
23
Wyswietlanie konfiguracji konstrukcji w systemie
LINUX - GMES
Do szybkiego podgladu i analizy konstrukcji
zaprojektowano program GMES 4. Jest on napisany
w jezyku obiektowym C i wykorzystuje biblioteke
QT. Biblioteka QT firmy Trolltech bazuje na C,
jest latwa w uzyciu, szybka i dobrze wspomaga
przenosnosc oprogramowania. Program GMES
pracuje zarówno w srodowisku LINUX, gdzie jest
kompilowany kompilatorem standardowym gcc jak i
w srodowisku WINDOWS, gdzie jest kompilowany
kompilatorem C z pakietu Microsoft Visual
Studio 6.0.
24
Wyswietlanie konfiguracji konstrukcji w systemie
LINUX - GMES cd...
QT jest pakietem emulacyjnym, co oznacza, ze nie
korzysta z macierzystych narzedzi, lecz emuluje
dzialanie interfejsu MS WINDOWS jak i XWINDOWS
przez niskopoziomowe funkcje graficzne na
wlasciwej platformie. Program GMES korzysta
z dwóch plików danych - pliku SPG - gdzie
znajduja sie dane o geometrii, topologii,
przemieszczeniach, obciazeniach i naprezeniach w
konstrukcji, jak i pliku RST gdzie przechowywane
sa obliczone naprezenia zredukowane. W systemie
operacyjnym LINUX wyniki w postaci
graficznego obrazu konstrukcji sa wyswietlane w
srodowisku XWINDOWS. Na rysunku 1 przedstawiono
wyniki obliczen konstrukcji wyswietlone za pomoca
programu GMES.
25
Rys. 1. Wizualizacja konstrukcji za pomoca
programu GMES
26
Przekazanie konstrukcji do TCL/TK - GRF2TCL
Inna mozliwoscia, przewidziana w srodowiskach
WINDOWS i LINUX, jest wygenerowanie za pomoca
programu GRF2TCL skryptu TCL/TK. Skrypt TCL/TK
moze byc uruchomiony zarówno w srodowisku
XWINDOWS (LINUX) jak i WINDOWS za pomoca programu
interpretera WISH.
27
Przekazanie konstrukcji do programu AutoCAD
ACDDXF, ACDSCR
System AutoCAD jest podstawowym systemem
graficznym do generowania danych do obliczen
konstrukcji i prezentacji wyników. W systemie
FEMA - MES istnieja dwa programy, które
umozliwiaja przekazanie wyników do programu
AutoCAD. Program ACDDXF na podstawie zbiorów
wynikowych generuje plik w formacie DXF, który
moze byc bezposrednio wczytany do programu
AutoCAD.
28
Przekazanie konstrukcji do programu AutoCAD
ACDDXF, ACDSCR cd...
Program ACDSCR (napisany w jezyku C)
przeksztalca dane wynikowe do formatu skryptu
AutoCAD'a. Skrypt, wywolany z programu AutoCAD,
powoduje narysowanie odpowiednich elementów
konstrukcji. Jest to metoda mniej efektywna
niz korzystanie z plików DXF, ze wzgledu na
dluzszy proces interpretacji skryptu.
29
PRZYKLAD belka azurowa. 99864 wezly.
Wykonano obliczenia przykladu - belki azurowej w
postaci dwuteownika o dlugosci 926 cm, wysokosci
110 cm i szerokosci pasów dolnego i górnego 22
cm, o 9 wycieciach w srodniku w ksztalcie kól o
srednicy 81 cm. Belka jest swobodnie podparta i
obciazona obciazeniem jednostkowym 1 kN/mb
przylozonym na pasie górnym w plaszczyznie
srodnika. Belke zamodelowano przy pomocy
elementów powlokowych o wielkosci 1x1
cm. Wymiary belki dlugosc 926 cm, wysokosc 110
cm. Przekrój zamodelowany elementami skonczonymi
o wielkosci 1x1 cm lub mniejszymi.
30
PRZYKLAD belka azurowa. 99864 wezly cd...

• Ilosc elementów E 97380
• Ilosc wezlów W 99864
• Ilosc równan N 599177
• Maksymalna róznica numerów wezlów
• przed optymalizacja 78398
• po optymalizacji 230
• Szerokosc pólpasma H
• przed optymalizacja 78399 6 470374
• po optymalizacji 231 6 1386

31
PRZYKLAD belka azurowa. 99864 wezly cd...
Wielkosc zapamietywanej czesci macierzy
sztywnosci V przed optymalizacja - 470374
599177 8 2.2547E12 2099.85 GB 2.05 TB po
optymalizacji - 1386 599177 8 3.66E09
6.19 GB
32
Rys. 2. Przedstawienie wyników obliczen
konstrukcji (W99864 wezlów) za pomoca programu
AutoCAD.
33
Rys. 3. Naprezenia zredukowane wg hipotezy Hubera
dla przykladowej konstrukcji. W 99864 wezlów.
34
PRZYKLAD belka azurowa. 99864 wezly cd...
Wielkosc zbiorów danych ukladu zoptymalizowanego,
po wykonaniu obliczen, uzyskana poleceniem ls l
przedstawia sie nastepujaco -rw-r--r-- 1
jkal jkal 141796992 2003-03-30 1253
926.F11 -rw-r--r-- 1 jkal jkal
4807176 2003-03-30 1523 926.F12 -rw-r--r-- 1
jkal jkal 6667641516 2003-03-30 1517
926.F13 -rw-r--r-- 1 jkal jkal 6662929416
2003-03-30 1309 926.F14 -rw-r--r-- 1 jkal
jkal 15002512 2003-03-30 1309
926.F17 -rw-r--r-- 1 jkal jkal
2396784 2003-03-30 1253 926.F18 -rw-r--r-- 1
jkal jkal 4807176 2003-03-30 1309
926.F19 -rw-r--r-- 1 jkal jkal 53708208
2003-03-30 1523 926.RES -rw-r--r-- 1 jkal
jkal 26833738 2003-03-30 1523 926.SPG
35
PRZYKLAD belka azurowa. 99864 wezly cd...
Ilosc miejsca na dysku potrzebna do obliczenia
zadania wyniosla 12.65 GB. W przypadku braku
optymalizacji wielkosc potrzebnych zasobów do
obliczenia zadania wzroslaby ponad 300 razy,
co uniemozliwiloby wykonanie obliczen konstrukcji
tej wielkosci na dostepnych mikrokomputerach. Nal
ezaloby zwrócic uwage na wielkosc plików np.
macierzy sztywnosci, która jest zapamietana w
zbiorze z rozszerzeniem F14. Wielkosc tego pliku
przekracza 6 GB, co uniemozliwia przeprowadzenie
obliczen w systemie MS WINDOWS, poniewaz
na partycji FAT32 nie mozna zapisac pliku
wiekszego niz 2 GB.
36
PRZYKLAD belka azurowa. 99864 wezly cd...
Obliczenia wykonano na komputerze o nastepujacych
parametrach System operacyjny LINUX Debian
SARGE, jadro 2.4.20, system plików
Reiserfs wersja 3. Dane sprzetowe
komputera Procesor Athlon 1700XP (faktyczna
czestotliwosc taktowania 1466 MHz) Pamiec 256
MB SDRAM, 133 MHz, transfer pamiec-procesor
362 MB/s Dysk 30 MB ATA-2, transfer bez narzutu
na system plików 32 MB/s z wydzielona do obliczen
partycja o wielkosci 20 GB w koncowej czesci
(hda6)
37
PRZYKLAD belka azurowa. 99864 wezly cd...
Zestawienie czasów obliczen dla przedstawionego
przykladu. Tworzenie zbioru DAT na
podstawie DXF DXF2DAT 29m 11s Optymalizacja
numeracji OPT 9m 25s Obliczenie zadania
FEMA-MES 2h 29m 51s Obliczenie
naprezen zredukowanych SPG2RST 11m
12s Tworzenie skryptu dla programu
AutoCAD ACDSCR 0m 09s
RAZEM 3h 19m 48s
38
UWAGI KONCOWE

• System LINUX jest jednym z najszybciej
  rozwijanych wspólczesnie
• systemów. Posiada takie zalety jak
• duza stabilnosc,
• niskie koszty utrzymania,
• mozliwosc pracy w systemie klastra (MPI, PVM,
  MOSIX),
• wysoka wydajnosc.

39
UWAGI KONCOWE cd...
Przeniesienie oprogramowania obliczeniowego z
systemu DOS / WINDOWS nie sprawia duzych
problemów. W zamian zyskuje sie bardzo wydajny
system o duzych mozliwosciach rozbudowy, znanych
tylko z duzych wielokrotnie drozszych
komputerów. Porównanie tego samego
oprogramowania, pracujacego pod systemem DOS /
WINDOWS i LINUX, przy obliczaniu tego
samego zadania, wykazalo ponad dwukrotne
skrócenie czasu obliczen pod LINUX'em.
40
UWAGI KONCOWE cd...
Programy pracujace w systemie WINDOWS nie
pozwalaly, bez zmiany ich budowy (np. podzial
macierzy sztywnosci na kilka osobnych plików), na
obliczanie duzych ukladów. Jest to spowodowane
ograniczeniem w systemie WINDOWS
wielkosci pojedynczego pliku do 2 GB. System
FEMA - MES jako system obliczeniowy pod
kontrola systemu LINUX sprawuje sie bardzo
dobrze. System obliczeniowy zostal przeniesiony
bez zadnych wydatków na zakup systemu
operacyjnego czy kompilatorów.
41
UWAGI KONCOWE cd...
Niestety, dotychczas nie znaleziono dostepnego w
srodowisku LINUX programu o uniwersalnosci
zblizonej do AutoCAD'a, pozwalajacego na latwe
generowanie duzych konstrukcji trójwymiarowych. Z
tego powodu sklaniamy sie ku rozwiazaniu hybrydowe
mu, gdzie konstruktor bedzie przygotowywal dane
i analizowal wyniki przy pomocy znanych mu
narzedzi w rodzimym srodowisku, a same obliczenia
beda wykonywane na serwerze obliczeniowym pod
kontrola systemu LINUX.
42
UWAGI KONCOWE cd...

• Rozwiazanie to laczy w sobie dwie korzystne
  wlasciwosci
• konstruktor nie traci czasu na nauczenie sie
  pracy w nowym systemie operacyjnym,
• obliczenia sa wykonywane w stabilnym,
  wydajniejszym srodowisku obliczeniowym, co ma
  szczególne znaczenie w przypadku duzych zadan.
• Przy stosowaniu tej metody polecane jest
  wydzielenie serwera
• obliczeniowego z zainstalowanym systemem
  operacyjnym LINUX i
• oprogramowaniem obliczeniowym FEMA-MES. Zadania
• przekazywane sa do serwera poprzez siec lokalna i
  w ten sam sposób
• nastepuje odbiór wyników.

43
UWAGI KONCOWE cd...
W przypadku rzadkiego wykonywania obliczen
mozliwa jest instalacja LIINUX jako drugiego
systemu operacyjnego obok systemu WINDOWS.
Komputer moze pracowac w systemie LINUX podczas
wykonywania obliczen lub w razie potrzeby.
Uzytkownik ma mozliwosc wyboru systemu
operacyjnego podczas uruchamiania komputera.
Inna metoda jest korzystanie z mini dystrybucji
lub dystrybucji samokonfigurujacej sie na nosniku
CD np. KNOPPIX. Jest to dystrybucja nie
wymagajaca instalacji, umieszczona na
plycie bootujacej CD.
44
UWAGI KONCOWE cd...
Uruchomienie systemu polega na wlozeniu plyty CD
do napedu i uruchomieniu komputera. KNOPPIX
samodzielnie wykrywa konfiguracje sprzetowa,
laduje odpowiednie sterowniki i uruchamia sie w
odpowiednim trybie. Obliczenia konstrukcji
której zbiory w bazie danych (np. macierz
sztywnosci) nie przekraczaja wielkosci 2 GB
(dla pojedynczego zbioru) moga byc wykonane na
partycjach wspóldzielonych z systemem WINDOWS,
np. FAT32. W przypadku wiekszych konstrukcji i
wiekszych zbiorów konieczne jest wydzielenie na
dysku osobnych partycji z linuxowym
systemem plików (ext2, ext3, reiserfs ...)
umozliwiajacym prace na plikach wiekszych od 2 GB.
45
UWAGI KONCOWE cd...
Wydzielenie partycji dedykowanych do obliczen z
zalozonymi linuxowymi systemami plików powoduje
wzrost wydajnosci programów. Jest to spowodowane
duzym wykorzystaniem pamieci dyskowej do
przechowywania macierzy sztywnosci i innych
struktur danych, które ze zrozumialych wzgledów
nie moga pomiescic sie w calosci w pamieci
operacyjnej. Korzystanie z systemu
obliczeniowego, pracujacego w systemie LINUX nie
powoduje koniecznosci ponoszenia
dodatkowych kosztów na szkolenia, zmiany nawyków
konstruktorów, znaczaco podnoszac mozliwosci
projektowania duzych ukladów konstrukcyjnych na
dostepnych komputerach.
46
LITERATURA
1 Przybylo W., System FAST-MES (w.1.0) do
statycznej i dynamicznej analizy ukladów
mechanicznych metoda elementów skonczonych, Czesc
1. Opis systemu FAST-MES. Czesc 2. Instrukcja
przygotowania danych do systemu FAST-MES. Raport
Nr 34 Centrum Zastosowan Komputerów w Nauce,
Technice I Gospodarce FEMA ENGINEERING LTD,
Kraków 1988. 2 Przybylo W., Parallel
Processing in Computation of Large Structures,
Light-weight Structures in Civil Engineering
LSCE'2000 Warsaw - Cracow, 1 December 2000,
pp.84-89.
47
LITERATURA cd...
3 Przybylo W., Kalinowski J., C and FORTRAN
Procedures for Optimum Renumbering of Nodes of
Structures, Lightweight Structures in Civil
Engineering LSCE'2000 Warsaw - Cracow, 1 December
2000, pp.93-102. 4 Przybylo W., Kalinowski J.,
Graphics in the FEMA System, Lightweight
Structures in Civil Engineering LSCE'2001 Warsaw
- Wroclaw, 7 December 2001, pp.44-49. 5
Przybylo W., Kalinowski J., System FEMA - MES -
99999, Wersja 1.0. Implementacja w srodowisku
LINUX. II Sympozjum Naukowo - Techniczne "Badania
i diagnostyka mostów", Politechnika Opolska,
Opole 9-11 kwietnia 2003.
48
FEMA - MES - 99999 SYSTEM, VERSION
1.1.IMPLEMENTATION IN LINUX PLATFORM
SUMMARY In the paper, the authors' own graphical
- computational system FEMA - MES, implemented in
the LINUX platform and adapted to compute on
personal computers large constructions having up
to 99999 nodes, has been presented. In this
manner a number of remarkable effects has been
achieved (1) use of free, source,
stable operating system, (2) low level of cost of
exploitation, (3) increase of number of DOF of
construction and handling of files larger than
2GB, (4) possibility of construction of cluster
of computers, configurated for parallel
processing, (5) enabling of efficient
development of CAD FEMA - MES system in new
technologies (hardware and software).