Construction d'un calculateur spécialisé pour le calcul de la conductivité électrique d'un réseau de résistances aléatoires

The building of a special purpose computer for the calculation of the electric conductivity of random-resistor networks

• Auteur / Autrice : Mansour Hajjar
• Direction : Directeur de thèse inconnu
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées. Électronique
• Date : Soutenance en 1987
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)
• Jury : Président / Présidente : Francis Devos

Mots clés

Mots clés contrôlés

Conduction électrique

Mots clés libres

Percolation

Pipeline

Exposants critiques

64 bits flottant

Générateur de nombres aléatoires

Microcode

Calculateur spécialisé

Résumé

Réalisation d'un calculateur spécialisé pour le calcul de la conductivité électrique d'un réseau de résistances aléatoires Le calculateur spécialisé PERCOLA est conçu pour effectuer de longues simulations numériques sur un problème de Mécanique Statistique des systèmes désordonnés de type percolation. L'objectif est d'améliorer d'un ordre de grandeur les valeurs actuelles des exposants critiques qui caractérisent le comportement au seuil de percolation de la conductivité électrique d'un réseau de résistances aléatoires. Le calculateur spécialisé met en œuvre un algorithme itératif très performant pour calculer la conductivité d'un tel réseau. Bien qu'optimisée pour un algorithme particulier, cette machine présente les caractéristiques générales d'un calculateur 64 bits flottant microprogrammable permettant des possibilités d'utilisations futures pour d'autres problèmes. Son architecture est du type pipeline avec un parallélisme interne résultant de l'indépendance entre ses diverses composantes : mémoires, ALUs et multiplicateurs (composants WEITEK), contrôle des chemins des données, séquenceur (composant ANALOG DEVICES), générateurs d'adresses et générateur de nombres aléatoires. La vitesse maximale de calcul en mode pipeline est de 25 Mégaflops. Pour le problème de percolation, la vitesse de calcul est 10% plus élevée que celle d'un supercalculateur Cray XMP.

A special purpose computer for the calculation of the electric conductivity of a random resistor network. The special purpose computer PERCOLA is designed for long numerical simulations on a percolation problem in Statistical Mechanics of disordered media. Our aim is to improve the actual values of the critical exponents characterizing the behavior of random resistance networks at percolation threshold. The architecture of PERCOLA is based on an efficient iterative algorithm used to compute the electric conductivity of such networks. The calculator has the characteristics of a general purpose 64- bit floating point microprogrammable computer that can run programs for various types of problems with a peak performance of 25 Mflops. This high computing speed is a result of the pipeline architecture based on internal parallelism and separately microcode controlled units such as: data memories, a microcode memory, ALUs and multipliers (both WEITEK components), various data paths, a sequencer (ANALOG DEVICES component), address generators and a random number generator. Thus, the special purpose computer runs percolation problem program 10 percent faster than the supercomputer CRAY XMP.