Розробка паралельного вебсерверу для чисельного моделювання

Abstract

UA : Робота викладена на 62 сторінках друкованого тексту, містить 31 рисунок, 2 таблиці, 21 джерело, 5 додатків. Об’єкт дослідження – процес чисельного моделювання. Мета роботи – розробити паралельний вебсервер для чисельного моделювання. Методи дослідження – моделювання, проєктування, програмний, аналітичний. У роботі розглянуто проєктування та реалізацію вебзастосунку для чисельного моделювання з використанням Angular, FastAPI, Celery і Redis. Застосовано UML-діаграми варіантів використання, діяльності, послідовності та розгортання. Система дозволяє запускати симуляцію з параметрами, заданими користувачем, та переглядати результати у вигляді анімації, графіків і таблиць. Для забезпечення високої продуктивності симуляцій реалізовано паралельне виконання задач за допомогою Celery у фоновому режимі. Архітектура системи побудована на базі контейнерів Docker. Фронтенд реалізовано на Angular з адаптивним інтерфейсом, який підтримує візуалізацію сітки агентів у Canvas, побудову графіків станів та покрокове керування симуляцією. Передбачено unit- та інтеграційне тестування, а також аналіз часу виконання при різній кількості ядер. Таким чином, розроблений вебзастосунок забезпечує ефективне паралельне чисельне моделювання з візуальною інтерпретацією динаміки агентної системи. Система придатна до масштабування, налаштування, і може використовуватись у дослідницьких або навчальних цілях.

EN : The work is presented on 62 pages of printed text, 31 figures, 2 tables, 21 references, 5 supplements. The object of the study is the process of numerical modeling. The aim of the study is to develop a parallel web server for numerical modeling. The methods of research are modeling, design, programming, analytical. The paper discusses the design and implementation of a web application for numerical simulation using Angular, FastAPI, Celery, and Redis. UML diagrams of use cases, activities, sequence, and deployment are used. The system allows you to run simulations with user-defined parameters and view the results in the form of animations, graphs, and tables. To ensure high performance of simulations, parallel execution of tasks using Celery in the background is implemented. The system architecture is based on Docker containers. The frontend is implemented in Angular with an adaptive interface that supports visualization of the agent grid in Canvas, construction of state graphs, and step-by-step simulation control. Unit and integration testing, as well as analysis of execution time with different number of cores are provided. Thus, the developed web application provides efficient parallel numerical modeling with visual interpretation of the agent system dynamics. The system is scalable, customizable, and can be used for research or educational purposes.