MPI機(jī)群系統(tǒng)的搭建及其在Occam反演中的應(yīng)用.pdf

1、現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展極大地促進(jìn)了計(jì)算科學(xué)的進(jìn)步，同時(shí)人類對(duì)計(jì)算的要求也在不斷提高。然而，由于芯片制造上的物理限制，單CPU的速度已快接近極限，性能提高越來(lái)越難。因此，要想再大幅提高計(jì)算機(jī)的速度，就必須另辟蹊徑，對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，走并行計(jì)算的道路。計(jì)算機(jī)機(jī)群就為這樣的并行計(jì)算提供了很好的平臺(tái)，并以其良好的靈活性和可擴(kuò)展性及性能價(jià)格比，獲得了越來(lái)越多的大學(xué)及科研機(jī)構(gòu)的青睞。 常用的并行編程標(biāo)準(zhǔn)有MPI，PVM等，其中消息傳遞接口MP

2、I(MessagePassingInterface)更以其移植性好、功能強(qiáng)大、效率高等優(yōu)點(diǎn)而成為目前最重要的并行編程工具。本論文就是以MPI為基礎(chǔ)，對(duì)并行計(jì)算進(jìn)行研究的。在論文的寫作過(guò)程中采用了MPICH作為一個(gè)MPI標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)現(xiàn)，并結(jié)合VC++6.0與CompaqVisualFortran6.0進(jìn)行并行程序的編寫。 本文在詳細(xì)研究了計(jì)算機(jī)機(jī)群系統(tǒng)和MPI消息傳遞機(jī)制的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了基于WindowsXP和MPI的小型PC機(jī)群實(shí)驗(yàn)

3、環(huán)境，并以Cannon乘法對(duì)該機(jī)群進(jìn)行了性能測(cè)試并從程序?qū)用鎸?duì)通訊性能進(jìn)行優(yōu)化。在Occam反演中由于存在著大量的偏導(dǎo)數(shù)矩陣計(jì)算，并且拉格朗日乘子的選取過(guò)程過(guò)于緩慢，從而導(dǎo)致在微機(jī)上該反演的速度讓人難以接受。針對(duì)這一問(wèn)題提出了對(duì)Occam反演進(jìn)行并行化的思想，并在PC機(jī)群上實(shí)現(xiàn)了該算法，測(cè)試了機(jī)群平臺(tái)上并行計(jì)算相對(duì)于單機(jī)計(jì)算的優(yōu)勢(shì)，并通過(guò)該算法對(duì)兩種常用的并行環(huán)境的性能進(jìn)行了比較。同時(shí)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出了關(guān)于PC機(jī)群一些有意義的結(jié)論。最