發(fā)布時間：2018-04-08 09:41

  本文選題：地理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換　切入點：高性能計算　出處：《南京大學》2013年碩士論文

【摘要】：隨著航空、航天和傳感器技術(shù)及計算機技術(shù)的飛速發(fā)展,地理數(shù)據(jù)的獲取能力不斷提高,這給地理數(shù)據(jù)的管理和分析帶來新的挑戰(zhàn),尤其是在軍事、環(huán)境、災害監(jiān)測等應用領域,地理數(shù)據(jù)的實時處理能力要求非常之高。然而由于地理數(shù)據(jù)量龐大、處理算法復雜度較高,僅僅通過研究改進串行算法的性能和提高計算機機處理器性能已經(jīng)無法滿足地理數(shù)據(jù)處理的需求。高性能并行計算技術(shù)的發(fā)展給解決上述問題帶來了新的機遇,國內(nèi)外業(yè)已開展了很多基于網(wǎng)格和高性能集群系統(tǒng)的地理數(shù)據(jù)處理研究。但是對于數(shù)據(jù)工作者而言,要進行高性能并行地理數(shù)據(jù)處理,就必須掌握高性能并行計算技術(shù),這大大增加了地理數(shù)據(jù)高性能并行處理的難度。因此,急需研究發(fā)展一種可以快速將現(xiàn)有的地理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換算法改編為并行轉(zhuǎn)換算法的技術(shù),以降低普通數(shù)據(jù)工作者進行高性能并行地理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的技術(shù)難度。鑒于此,本文主要討論地理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換算法快速并行化的技術(shù)問題。其研究的關(guān)鍵算法和技術(shù)具有一般化特征,即本文所研究的方法,并不專門針對某一特定的分布式并行計算環(huán)境,而是從地理數(shù)據(jù)自身特征及地理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換應用的需求出發(fā),分析地理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換并行模式,建立了以地理數(shù)據(jù)劃分和任務調(diào)度算法為基礎的地理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換并行框架,并在該框架下的指導下研究和開發(fā)地理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的并行算法。本文對地理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換并行框架技術(shù)研究,研究從以下幾方面展開：(1)研究地理數(shù)據(jù)劃分方法。深入研究地理數(shù)據(jù)劃分的策略,總結(jié)了應用級地理數(shù)據(jù)劃分和物理層數(shù)據(jù)劃分的方法,提出了基于地理數(shù)據(jù)特征的數(shù)據(jù)劃分策略,該策略統(tǒng)一了矢量數(shù)據(jù)和柵格數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)劃分的方式,為地理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換并行算法的設計提供了基礎。(2)研究地理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換調(diào)度策略。系統(tǒng)分析地理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法,結(jié)合并行模式,歸納了地理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的三大并行模式；基于地理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換并行模式,提出了面向地理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換應用的任務調(diào)度策略,該任務調(diào)度策略以主從式和對等式調(diào)度策略為基本模式。針對不同的并行模式,調(diào)用組合不同調(diào)度模式,形成針對地理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的并行調(diào)度策略。(3)設計地理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換并行框架。在研究地理數(shù)據(jù)劃分方法和任務調(diào)度策略的基礎上,詳細地設計了地理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的并行總框架,并且畫出了各功能模塊的結(jié)構(gòu)圖,采用面向?qū)ο蟮募夹g(shù)方法,對地理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換并行框架進行具體的實現(xiàn)。(4)基于地理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換并行框架的地理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換并行化實例�；诘乩頂�(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換并行框架,實現(xiàn)了矢量數(shù)據(jù)交換格式轉(zhuǎn)換算法的并行化設計,驗證分析了并行算法的效率和結(jié)果的正確性。研究結(jié)果表明,論文構(gòu)建的地理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換并行框架可用于并行化很大一部分的地理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換算法,并且具有處理速度快、可處理數(shù)據(jù)量大、并行化功能豐富等諸多特點。此外,該方法簡單靈活、切實可行,為解決更為廣泛的地理數(shù)據(jù)處理算法并行化提供了一種可行的思路。綜上所述,論文在研究地理數(shù)據(jù)劃分方法和任務調(diào)度的基礎上,構(gòu)建了地理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換并行框架。隨后,說明框架的基本功能；然后,詳細設計了功能結(jié)構(gòu)；最后,對并行框架進行了實現(xiàn)。在對矢量數(shù)據(jù)交換格式轉(zhuǎn)換算法的并行化設計與實現(xiàn)的實踐中,從處理時間和加速比等方面分析評價了并行算法的性能,驗證了技術(shù)框架的可行性。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：南京大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：P208

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本文編號：1721056