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Real-Time Agent-Based Modeling Simulation with in-situ Visualization of Complex Biological Systems

机译：基于实时代理的复杂生物系统原位可视化建模仿真

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摘要

We present an efficient and scalable scheme for implementing agent-based modeling (ABM) simulation with In Situ visualization of large complex systems on heterogeneous computing platforms. The scheme is designed to make optimal use of the resources available on a heterogeneous platform consisting of a multicore CPU and a GPU, resulting in minimal to no resource idle time. Furthermore, the scheme was implemented under a client-server paradigm that enables remote users to visualize and analyze simulation data as it is being generated at each time step of the model. Performance of a simulation case study of vocal fold inflammation and wound healing with 3.8 million agents shows 35× and 7× speedup in execution time over single-core and multi-core CPU respectively. Each iteration of the model took less than 200 ms to simulate, visualize and send the results to the client. This enables users to monitor the simulation in real-time and modify its course as needed.
机译：我们提出了一种高效且可扩展的方案，用于通过异构计算平台上的大型复杂系统的原位可视化实现基于代理的建模（ABM）仿真。该方案旨在最优化地利用由多核CPU和GPU组成的异构平台上的可用资源，从而将资源空闲时间降至最低甚至达到零。此外，该方案是在客户端-服务器模式下实现的，该模式使远程用户可以在模型的每个时间步生成和可视化并分析仿真数据。用380万个代理进行的声带发炎和伤口愈合的模拟案例研究的结果显示，与单核和多核CPU相比，执行时间分别加快了35倍和7倍。该模型的每次迭代都花费不到200毫秒来模拟，可视化并将结果发送给客户端。这使用户可以实时监视模拟并根据需要修改其过程。

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