مكتبة المحاكاة المتقدمة

📅 آخر تحديث: ٥ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٥ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 5 صور
الموسوعة الحرة

فيديو تدفق متعدد المكونات
الجراحة البردية بمساعدة الحاسوب
محاكاة جهاز ميكروفلويدي لفصل مخاليط البروتينات
إجراء الطلاء باستخدام طريقة الترسيب الفيزيائي للبخار (PVD)
الجراحة العصبية الموجهة بالصور، محاكاة تشوه الدماغ
الديناميكا الهوائية لقاطرة في نفق

مكتبة المحاكاة المتقدمة ( ASL ) هي منصة محاكاة متعددة الفيزياء مجانية ومفتوحة المصدر ، مُسرّعة بواسطة الأجهزة . تُمكّن المستخدمين من كتابة حلول عددية مُخصصة بلغة C++ ونشرها على مجموعة متنوعة من البنى المتوازية الضخمة ، بدءًا من وحدات FPGA و DSP و GPU منخفضة التكلفة [ 1 ] وصولًا إلى مجموعات الحوسبة غير المتجانسة والحواسيب العملاقة. كُتب محركها الحسابي الداخلي بلغة OpenCL ويستخدم تقنيات حل لا تعتمد على المصفوفات. تُطبّق ASL مجموعة متنوعة من الطرق العددية الحديثة، مثل طريقة مجموعة المستويات ، وطريقة بولتزمان الشبكية ، وطريقة الحدود المغمورة . يسمح نهج الحدود المغمورة الخالي من الشبكة للمستخدمين بالانتقال من التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD) مباشرةً إلى المحاكاة، مما يُقلل من جهود المعالجة المسبقة وعدد الأخطاء المحتملة. يُمكن استخدام ASL لنمذجة مختلف الظواهر الفيزيائية والكيميائية المُترابطة، وخاصةً في مجال ديناميكا الموائع الحسابية . يتم توزيعه بموجب رخصة جنو أفيرو العامة المجانية مع رخصة تجارية اختيارية (تستند إلى رخصة MIT المتساهلة ).

تاريخ

تتولى شركة Avtech Scientific الإسرائيلية تطوير مكتبة المحاكاة المتقدمة (ASL). وقد أُتيح رمزها المصدري للمجتمع العلمي في 14 مايو 2015، حيث قام أعضاؤه بتغليفها للأقسام العلمية في جميع توزيعات لينكس الرئيسية بعد ذلك بوقت قصير. [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] وفي وقت لاحق، أقرت مجموعة Khronos بأهمية ASL وأدرجتها على موقعها الإلكتروني ضمن الموارد القائمة على OpenCL. [ 8 ]

مجالات التطبيق

المزايا والعيوب

المزايا

  • واجهة برمجة تطبيقات C++ [ 9 ] (لا تتطلب معرفة OpenCL)
  • يُمكّن أسلوب الحدود المغمورة الخالي من الشبكة المستخدمين من الانتقال من التصميم بمساعدة الحاسوب مباشرةً إلى العمليات الحسابية، مما يقلل من جهد المعالجة المسبقة.
  • تتيح عملية التجميع الديناميكي طبقة إضافية من التحسين في وقت التشغيل (أي لمجموعة معلمات محددة تم تزويد التطبيق بها).
  • التسريع التلقائي للأجهزة والتوازي في التطبيقات
  • نشر البرنامج نفسه على مجموعة متنوعة من البنى المتوازية - وحدة معالجة الرسومات، ووحدة المعالجة المسرعة، ووحدة البوابات المنطقية القابلة للبرمجة، ووحدة معالجة الإشارات الرقمية، ووحدات المعالجة المركزية متعددة النوى
  • القدرة على التعامل مع الحدود المعقدة
  • القدرة على دمج التفاعلات المجهرية
  • توافر شفرة المصدر

العيوب

  • عدم وجود وثائق تفصيلية (إلى جانب دليل المطور المُنشأ من تعليقات شفرة المصدر)
  • ليست جميع برامج تشغيل OpenCL ناضجة بما يكفي للمكتبة [ 10 ]

سمات

توفر ASL مجموعة من الميزات لحل عدد من المشكلات - بدءًا من تدفقات السوائل المعقدة التي تشمل التفاعلات الكيميائية والاضطراب وانتقال الحرارة، وصولًا إلى ميكانيكا المواد الصلبة والمرونة. [ 11 ]

  • واجهة المستخدم: VTK / ParaView ، MATLAB (تصدير).
    • تنسيقات ملفات الاستيراد: .stl .vtp .vtk .vti .mnc .dcm
    • صيغ ملفات التصدير: .vti .mat
  • الهندسة:
    • هندسة مرنة ومعقدة باستخدام شبكة مستطيلة بسيطة
    • نهج الحدود المغمورة الخالي من الشبكة
    • توليد ومعالجة الأشكال الهندسية الأولية
  • الظواهر المطبقة:
    • عمليات النقل
      • عمليات النقل متعددة المكونات
      • تدفق السوائل القابلة للانضغاط وغير القابلة للانضغاط
    • التفاعلات الكيميائية
      • تفاعلات الأقطاب الكهربائية
    • مرونة
      • المرونة المتجانسة والمتساوية الخواص
      • المرونة المسامية المتجانسة والمتساوية الخواص
    • تتبع الواجهة
      • تطور واجهة المستخدم
      • تطور واجهة ذات حركية بلورية

الاستخدامات

  • ACTIVE - تقنيات القيود النشطة للبيئات غير المحددة أو المتقلبة (مشروع FP7 الأوروبي) [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ "ASL - توسيع نطاق النظام البيئي للبرمجيات لسوق معالجات الإشارات الرقمية/مصفوفات البوابات المنطقية القابلة للبرمجة/وحدات معالجة الرسومات" (ملف PDF) . مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 25 أغسطس 2017. تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 سبتمبر 2015 .
  2. ↑ "ASL - ASL تدخل توزيعات لينكس بوتيرة قياسية" . asl.org.il .
  3. ↑ "مكتبة المحاكاة المتقدمة" . خدمة بناء openSUSE .
  4. ↑ "Debian -- تفاصيل حزمة libasl0 في sid" . packages.debian.org .
  5. ↑ "asl « sci-libs - proj/sci.git - Gentoo Science Overlay" . cgit.gentoo.org . 
  6. ↑ "لغة الإشارة الأمريكية لنظام فيدورا" . مؤرشف من الأصل في 8 ديسمبر 2015. تم الاطلاع عليه في 30 نوفمبر 2015 .
  7. ↑ "Arch Linux - Package Search" . archlinux.org .
  8. ↑ "OpenCL - المعيار المفتوح للبرمجة المتوازية للأنظمة غير المتجانسة" . مجموعة كرونوس . 21 يوليو 2013. مؤرشف من الأصل في 8 أكتوبر 2021. تم الاطلاع عليه في 8 أكتوبر 2021 .
  9. ↑ "ASL: locomotive.cc" . asl.org.il .
  10. ↑ "النشر · ويكي AvtechScientific/ASL" . جيت هاب . 25 يوليو 2022.
  11. ↑ ساينتيفيك، أفيتك (3 سبتمبر 2015). "مكتبة المحاكاة المتقدمة: توسيع النظام البيئي للبرمجيات لسوق DSP/FPGA/GPU" – عبر hgpu.org.{{cite journal}}يتطلب الاستشهاد بالمجلة ( مساعدة )|journal=
  12. ↑ "النتائج - تحويل الدماغ أثناء الجراحة | المشروع النشط " . www.active-fp7.eu
  13. ↑ "تقنية ASL تساعد جراحي الأعصاب والروبوتات، وتحسب تشوه الدماغ في الوقت الحقيقي - منظمة التكنولوجيا" . 14 سبتمبر 2015.
  14. ↑ "برنامج لغة الإشارة الأمريكية يساعد جراحي الأعصاب والروبوتات" . interestingengineering.com . 28 نوفمبر 2016.