基于ABEEMσπ模型能量求解并行處理的研究.pdf

1、目前,分子動力學(xué)模擬是應(yīng)用前景最廣泛的計算大型復(fù)雜生物體系的方法之一。伴隨著分子力學(xué)模擬技術(shù)的的飛速發(fā)展,分子動力學(xué)模擬技術(shù)應(yīng)用在許多生物大分子體系中,如水分子化合物、多肽化合物、多糖等。該技術(shù)使得多種大型復(fù)雜生物體系的多種物理化學(xué)性質(zhì)在計算時的準(zhǔn)確性都有大幅度提升。分子動力學(xué)模擬是將這些力場及牛頓運動力學(xué)原理通過計算機(jī)模擬而發(fā)展起來的一種新興的計算方法。動力學(xué)模擬的優(yōu)點在于為模擬環(huán)境中粒子的運動提供正確的理論根據(jù),并可同時獲得系統(tǒng)的動

2、力學(xué)及其它的統(tǒng)計資料；模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性較高,普遍的適用于多種系統(tǒng)及各種特性的研討中。本文給出了力場中能量求解并行化的設(shè)計和實現(xiàn)方法。其主要工作有:
　　 1對ABEEMσπ力場模型中能量求解的串行程序代碼進(jìn)行分析。ABEEMσπ生物大分子體系模型力場中能量的求解,即求體系中所有原子、σ鍵、孤對電子、π鍵位點之間的能量之和。原程序中求解能量項采用串行的嵌套多層迭代來實現(xiàn),這種方法求解大分子體系的能量作用項時需要很長時間,使研究問題

3、的效率有所降低。
　　 2針對大分子體系下能量求解的弊端,提出了針對ABEEMaσπ力場模型并行化的處理方案。將MPI+OpenMP混合并行方法應(yīng)用到ABEEMσπ生物大分子體系力場模型中,并成功地實現(xiàn)了ABEEMσπ力場模型中所有能量項的并行求解。
　　 3通過分析比較OpenMP的幾種調(diào)度策略,將不同的調(diào)度策略應(yīng)用到能量求解的并行化程序中。實驗證明,采用不同的調(diào)度策略,程序的并行性能也不相同。成功的找到了一種適合AB