MPI機群系統(tǒng)的搭建及其在Occam反演中的應用.pdf

1、現(xiàn)代科學技術的發(fā)展極大地促進了計算科學的進步，同時人類對計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，性能提高越來越難。因此，要想再大幅提高計算機的速度，就必須另辟蹊徑，對系統(tǒng)結構進行研究，走并行計算的道路。計算機機群就為這樣的并行計算提供了很好的平臺，并以其良好的靈活性和可擴展性及性能價格比，獲得了越來越多的大學及科研機構的青睞。 常用的并行編程標準有MPI，PVM等，其中消息傳遞接口MP

2、I(MessagePassingInterface)更以其移植性好、功能強大、效率高等優(yōu)點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，對并行計算進行研究的。在論文的寫作過程中采用了MPICH作為一個MPI標準的實現(xiàn)，并結合VC++6.0與CompaqVisualFortran6.0進行并行程序的編寫。 本文在詳細研究了計算機機群系統(tǒng)和MPI消息傳遞機制的基礎上，構建了基于WindowsXP和MPI的小型PC機群實驗

3、環(huán)境，并以Cannon乘法對該機群進行了性能測試并從程序層面對通訊性能進行優(yōu)化。在Occam反演中由于存在著大量的偏導數(shù)矩陣計算，并且拉格朗日乘子的選取過程過于緩慢，從而導致在微機上該反演的速度讓人難以接受。針對這一問題提出了對Occam反演進行并行化的思想，并在PC機群上實現(xiàn)了該算法，測試了機群平臺上并行計算相對于單機計算的優(yōu)勢，并通過該算法對兩種常用的并行環(huán)境的性能進行了比較。同時根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，得出了關于PC機群一些有意義的結論。最