【摘要】：目前,許多工程計(jì)算領(lǐng)域都需要處理大規(guī)模海量數(shù)據(jù)。如何快速、高效的處理這些數(shù)據(jù)成為科技工作者最為關(guān)心的問題。并行處理技術(shù)的產(chǎn)生使得快速處理大量的數(shù)據(jù)成為可能。在石油勘探領(lǐng)域,隨著現(xiàn)在油氣藏勘探領(lǐng)域不斷擴(kuò)大,使得勘探中所面對(duì)的目標(biāo)地質(zhì)體越來越復(fù)雜；同時(shí)油氣藏的勘探開發(fā)力度日益加深導(dǎo)致地震勘探數(shù)據(jù)量與計(jì)算量呈指數(shù)級(jí)增長,這些都對(duì)并行處理技術(shù)提出了迫切的需求。 在并行處理技術(shù)中,消息傳遞編程模型(MPI)是主要的并行模型,該模型的效率主要受兩個(gè)因素影響,分別是互聯(lián)網(wǎng)速度與單個(gè)節(jié)點(diǎn)的計(jì)算能力。個(gè)人微機(jī)上的多核CPU的普及提供了單個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)上的CPU計(jì)算資源的挖掘空間。本文的主要目的是通過提高單個(gè)節(jié)點(diǎn)的計(jì)算能力來提升程序的并行效率。為了提高節(jié)點(diǎn)的計(jì)算性能,文中引入OpenMP多線程并行編程。OpenMP是共享存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)的并行編程標(biāo)準(zhǔn),隨著多核處理器的普及,廣泛使用OpenMP并行編程成為并行技術(shù)的發(fā)展方向。 克里金方法是地震數(shù)據(jù)處理中的重要方法。本文針對(duì)克里金方法的主要部分,在MP、OpenMP以及MPI+OpenMP三種模式下進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并對(duì)其結(jié)果進(jìn)行比較得出了MPI+OpenMP是一種相對(duì)高效的并行策略并具有良好擴(kuò)展性的結(jié)論。最后將MPI+OpenMP應(yīng)用到克里金方法中,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：并行求解的加速比達(dá)到了1.72。
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：TP338.6
【圖文】：

線程程序是無法發(fā)揮多核處理器的優(yōu)勢(shì)。通過編譯優(yōu)化可以把原先單線程的代碼編譯成多線程的形式，OpenMP提供了一種方法，它能夠?yàn)榫帉懚嗑�程應(yīng)用程序提出一種簡單實(shí)用的方法，而無需程序員進(jìn)行復(fù)雜的線程創(chuàng)建、同步、負(fù)載平衡和銷毀工作。圖4一1為多核中的并行運(yùn)行示意圖。thl~ead thread2thread3thread4 C0re3圖4一1多核模式下并行運(yùn)行示意圖 4.1open夕田簡介 OpenMp(OpenMulti一processing，開放多處理)標(biāo)準(zhǔn)誕生于 1997年，它是一種Apl，是一種支持多平臺(tái)共享內(nèi)存多處理多線程并行編程語言，特別適宜多核CPU上的并行程序設(shè)計(jì)。近年來，OpenMP因?yàn)榫哂辛己玫囊浦残�、支持多種編程語言，并且支持許多體系結(jié)構(gòu)等特點(diǎn)受到廣泛的好評(píng)。OpenMP程序設(shè)計(jì)模型提供了一組與平臺(tái)無關(guān)的編譯指導(dǎo)語句、函數(shù)、環(huán)境變量和指導(dǎo)命令，可以顯示地指導(dǎo)編譯器如何以及何時(shí)利用應(yīng)用程序中的并行性。對(duì)于很多循環(huán)

4.2Open側(cè)田編程基礎(chǔ)OPen人4p是基于線程級(jí)的并行編程模型，通過編譯指導(dǎo)語句可以顯式的指導(dǎo)并行化。即enMP的執(zhí)行模型通常采用Fork一Join的形式(如圖4一3)在這種形式下，程序員將注意力集中在程序的主要循環(huán)上，對(duì)循環(huán)實(shí)行并行化改造。Fork一Join并行形式，當(dāng)程序開始執(zhí)行時(shí)，OpenMP啟動(dòng)一個(gè)主線程，主線程開始執(zhí)行串行部分，直到遇到第一個(gè)并行區(qū)域時(shí)，主線程創(chuàng)建一組線程并行執(zhí)行。并行區(qū)域中的代碼在不同的線程中并行執(zhí)行，或者不同的線程執(zhí)行不同的任務(wù)。在并行區(qū)域執(zhí)行完之后，派生的線程會(huì)退出或者掛起，最后只有主線程在執(zhí)行。 FFFFFFFFFFFFF OOO‘ ‘ ‘卜 卜卜卜卜卜 RRRRRRRJJJJJFFFFFFFFFFFFF KKK-------------_o-----o_____卜 卜一 一一髓

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