發(fā)布時(shí)間：2018-05-23 20:52

  本文選題：并行計(jì)算 + MPI��； 參考：《哈爾濱工程大學(xué)》2012年碩士論文

【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，單處理機(jī)的處理能力正在逐年提升，但是由于受到技術(shù)水平的限制，單處理機(jī)的計(jì)算能力滿足不了許多領(lǐng)域中具有挑戰(zhàn)性的大規(guī)模計(jì)算課題對(duì)計(jì)算資源的需求，所以除了增加處理器本身的計(jì)算性能外，并行計(jì)算是一種提高計(jì)算能力的有效方法。 并行計(jì)算技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到許多領(lǐng)域，在難以依靠修改模型本身來減少計(jì)算時(shí)間的情況下，可以尋求依靠并行算法來解決問題。本文將并行計(jì)算技術(shù)應(yīng)用到現(xiàn)有的聲場(chǎng)計(jì)算模型中，為解決水下聲場(chǎng)計(jì)算復(fù)雜、計(jì)算量大、計(jì)算速度慢的問題，實(shí)現(xiàn)聲場(chǎng)計(jì)算實(shí)時(shí)性的要求做了一定的探索。本文主要進(jìn)行了以下幾方面的研究： 1、研究了并行計(jì)算的硬件平臺(tái)，主要包括現(xiàn)有的并行計(jì)算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)，以及基于CUDA語言的GPU并行平臺(tái)；研究了并行計(jì)算的語言環(huán)境，主要包括現(xiàn)有的并行語言，MPI編程環(huán)境，以及CUDA語言的編程模型、存儲(chǔ)模型等。 2、進(jìn)行聲場(chǎng)預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)是聲場(chǎng)的計(jì)算模型，本文對(duì)海洋聲場(chǎng)的建模方法進(jìn)行研究，深入研究了簡(jiǎn)正波KRAKEN模型，計(jì)算原理以及串行的寬帶KRAKEN的實(shí)現(xiàn)原理。介紹了建立時(shí)域上的脈沖傳播模型的兩種方法，詳細(xì)介紹了頻域解的傅里葉合成方法。 3、詳細(xì)介紹了消息傳遞模型標(biāo)準(zhǔn)MPI、CUDA的使用以及安裝方法，，搭建了并行計(jì)算的運(yùn)行環(huán)境；實(shí)現(xiàn)了基于MPI的寬帶KRAKEN聲場(chǎng)并行計(jì)算、基于CUDA CUFFT庫的并行快速IFFT算法，最后結(jié)合兩種并行算法實(shí)現(xiàn)了寬帶聲場(chǎng)時(shí)域接收信號(hào)的并行預(yù)報(bào)仿真。 4、通過對(duì)不同數(shù)據(jù)量的測(cè)試表明，并行程序可以在保證與串行程序一樣的計(jì)算精度下有效地縮短計(jì)算時(shí)間，提高運(yùn)算效率。
[Abstract]:With the development of science and technology , the processing capacity of a single processor is increasing year by year , but because of the limitation of the technical level , the computing power of the single processor can not meet the need of computing resources in many fields . Therefore , in addition to increasing the computational performance of the processor itself , the parallel computing is an effective method to improve the computing power .

Parallel computing technology has been applied to many fields , and it is difficult to rely on parallel algorithm to solve the problem . In this paper , parallel computing technology is applied to the existing sound field calculation model .

1 . The parallel computing hardware platform is studied , which mainly includes the architecture of the existing parallel computer , and the parallel GPU platform of GPU .
This paper studies the parallel computing language environment , including the existing parallel language , MPI programming environment , and the programming model , storage model and so on .

2 . The sound field prediction is based on the sound field calculation model . In this paper , the modeling method of ocean sound field is studied , and the principle of simple wave KRAKEN model , calculation principle and realization principle of serial broadband KRAKEN are studied . Two methods of establishing pulse propagation model in time domain are introduced , and the Fourier synthesis method of frequency domain solution is introduced in detail .

3 . This paper introduces the standard MPI of message passing model , the usage and installation method of the standard MPI , and sets up the running environment of the parallel computing ;
A parallel fast IFFT algorithm based on MPI - based broadband KRAKEN field parallel computation is realized , and a parallel fast IFFT algorithm based on the GPU FFT library is realized , and the parallel prediction simulation of the wideband sound field time domain received signal is realized in combination with two parallel algorithms .

4 . By testing different data volumes , the parallel program can effectively shorten the computation time and improve the operation efficiency under the same computational accuracy as the serial program .
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TP338.6

【參考文獻(xiàn)】

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1 肖江;胡柯良;鄧元勇;;基于CUDA的矩陣乘法和FFT性能測(cè)試[J];計(jì)算機(jī)工程;2009年10期

2 范培勤;笪良龍;謝駿;;遠(yuǎn)程跨平臺(tái)水下聲場(chǎng)并行計(jì)算系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)[J];計(jì)算機(jī)工程;2009年20期

3 范培勤;笪良龍;盧曉亭;;面向水下聲場(chǎng)計(jì)算的PC集群構(gòu)建[J];計(jì)算機(jī)仿真;2007年12期

4 陳國(guó)良;孫廣中;徐云;龍柏;;并行計(jì)算的一體化研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J];科學(xué)通報(bào);2009年08期

5 王魯軍;彭朝暉;;基于OpenMP的拋物方程(PE)聲場(chǎng)并行計(jì)算方法[J];聲學(xué)技術(shù);2009年03期

6 范培勤;笪良龍;過武宏;;WKBZ簡(jiǎn)正波方法的并行實(shí)現(xiàn)[J];微電子學(xué)與計(jì)算機(jī);2006年09期

7 笪良龍;范培勤;陳冬濱;;水平不變海洋聲道中WKBZ簡(jiǎn)正波方法的并行算法[J];系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào);2006年07期

8 王璐;梁濤;王文義;;FFT算法的并行化性能分析[J];中原工學(xué)院學(xué)報(bào);2010年05期

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1 白洪濤;基于GPU的高性能并行算法研究[D];吉林大學(xué);2010年

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1 彭俊杰;基于CUDA平臺(tái)地震數(shù)據(jù)處理研究[D];湖南大學(xué);2009年

2 張立花;基于GPU加速的細(xì)粒度模型并行免疫算法研究[D];大連理工大學(xué);2009年

3 蘇麗麗;基于CPU-GPU集群的分子動(dòng)力學(xué)并行計(jì)算研究[D];大連理工大學(xué);2009年

4 顏瑞;基于CUDA的立體匹配及去隔行算法[D];浙江大學(xué);2010年

本文編號(hào)：1926339