A parallel decomposition algorithm for shortest path problem in large-size mesh networks

The paper presents parallel approach for shortest path problem and it extends some decomposition shortest path algorithm (DSP). It is based on rectangular mesh graph of large size which may represent, e.g., network of streets in the city, network of squares of terrain (as a model of a battlefield). A method of parallelization DSP algorithm is proposed. The main advantage of the method is negligible communication between processors. Acceleration and effectiveness of the PDSP algorithm in a case of parallelization and without parallelization of some internal steps of the algorithm are defined and simulation results of these functions for two types of structure of parallel computation systems (hypercube and mesh) are shown. Moreover, some suggestions for further improvements in the PDSP algorithm are proposed.

W artykule opisano metodę zrównoleglenia pewnego algorytmu dekompozycyjnego wyznaczania dróg najkrótszych (DSP). Bazuje on na sieciach dużych rozmiarów o strukturze typu krata, które mogą reprezentować sieć dróg w mieście, sieć kwadratów podziału terenu w grach komputerowych. Zaproponowano metodę (PDSP) zrównoleglenia algorytmu DSP. Podstawową cechą proponowanej metody jest minimalizacja konieczności komunikacji między procesorami wykonującymi obliczenia równoległe. Oszacowano przyspieszenie i efektywność algorytmu równoległego w przypadku zrównoleglenia i niezrównoleglenia niektórych wewnętrznych kroków algorytmu, jako funkcję liczby procesorów równoległych oraz podano wyniki symulacji przebiegu wartości tych funkcji dla różnych wielkości sieci i dwóch typów struktur systemu obliczeń równoległych (hipersześcian i krata). Ponadto podano pewne sugestie, co do zwiększenia efektywności proponowanego algorytmu.