隨著以“天河1-A”為代表的高性能計(jì)算系統(tǒng)的不斷涌現(xiàn),更大規(guī)模、更高響應(yīng)速度的地理計(jì)算技術(shù)獲得了更有力的硬件支撐。然而,為了有效的應(yīng)用這些高性能資源,需要設(shè)計(jì)合適而高效的并行算法。本文通過(guò)對(duì)地理計(jì)算典型問題在典型并行計(jì)算模型下并行算法的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn),對(duì)如何利用高性能計(jì)算資源支撐地理計(jì)算技術(shù)進(jìn)行了深入的探索。本文圍繞“地理計(jì)算并行處理技術(shù)”這一主題,進(jìn)行了以下內(nèi)容的研究。首先,通過(guò)分析傳統(tǒng)并行處理性能評(píng)價(jià)模型在面向地理計(jì)算時(shí)的局限性,在傳統(tǒng)模型的基礎(chǔ)上,引入了負(fù)載均衡因子和并行開銷因子,提出了面向地理計(jì)算的性能評(píng)價(jià)模型。通過(guò)這一模型,可以指導(dǎo)具體地理計(jì)算問題的并行算法設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn),為進(jìn)一步的工作開展奠定了理論基礎(chǔ)。其次,分析了共享內(nèi)存模型、消息傳遞模型和流處理器模型等三種典型并行計(jì)算模型各自的特點(diǎn)和不足,探索了將柵格數(shù)據(jù)和矢量數(shù)據(jù)并行處理的一般規(guī)律。這些規(guī)律可以指導(dǎo)對(duì)具體問題的研究和算法設(shè)計(jì),為后續(xù)地理計(jì)算并行算法的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)提供了設(shè)計(jì)思路。再次,在不同的并行計(jì)算模型下,基于本文提出的性能評(píng)價(jià)模型,研究和實(shí)現(xiàn)了坡度分析并行算法,無(wú)索引空間連接并行算法。最后,通過(guò)大量實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了性能評(píng)價(jià)模型的... 

【文章來(lái)源】：國(guó)防科技大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：72 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 地理計(jì)算技術(shù)發(fā)展
        1.2.2 高性能計(jì)算資源發(fā)展
        1.2.3 并行計(jì)算技術(shù)發(fā)展
        1.2.4 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 研究?jī)?nèi)容和意義
    1.4 論文的組織
第二章 并行處理性能評(píng)價(jià)模型研究
    2.1 并行計(jì)算基本概念
    2.2 傳統(tǒng)并行處理性能評(píng)價(jià)模型分析
        2.2.1 Amdahl 模型
        2.2.2 Gustafson 模型
        2.2.3 Sun-Ni 模型
    2.3 面向地理計(jì)算的并行處理性能評(píng)價(jià)模型
        2.3.1 傳統(tǒng)性能評(píng)價(jià)模型針對(duì)地理計(jì)算的局限性
        2.3.2 模型設(shè)計(jì)
    2.4 本章小結(jié)
第三章 基于共享內(nèi)存模型的地理計(jì)算并行處理技術(shù)研究
    3.1 共享內(nèi)存模型及其工具
        3.1.1 共享內(nèi)存模型
        3.1.2 OpenMP 介紹及應(yīng)用
    3.2 基于共享內(nèi)存模型的柵格并行計(jì)算技術(shù)研究
        3.2.1 柵格數(shù)據(jù)并行處理的共享內(nèi)存模型分析
        3.2.2 坡度分析問題
        3.2.3 基于共享內(nèi)存模型的坡度分析并行算法
    3.3 基于共享內(nèi)存模型的矢量并行計(jì)算技術(shù)研究
        3.3.1 矢量數(shù)據(jù)并行處理的共享內(nèi)存模型分析
        3.3.2 無(wú)索引空間連接問題
        3.3.3 基于共享內(nèi)存模型的無(wú)索引空間連接并行算法
    3.4 實(shí)驗(yàn)分析
        3.4.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境
        3.4.2 基于OpenMP 實(shí)現(xiàn)坡度分析并行算法
        3.4.3 基于OpenMP 實(shí)現(xiàn)無(wú)索引空間連接并行算法
    3.5 本章小結(jié)
第四章 基于消息傳遞模型的地理計(jì)算并行處理技術(shù)研究
    4.1 消息傳遞模型及其工具
        4.1.1 消息傳遞模型
        4.1.2 MPI 介紹及應(yīng)用
    4.2 地理計(jì)算并行處理的消息傳遞模型性能分析
    4.3 基于消息傳遞模型的地理計(jì)算并行處理算法實(shí)現(xiàn)
        4.3.1 坡度分析并行算法
        4.3.2 無(wú)索引空間連接并行算法
    4.4 實(shí)驗(yàn)分析
        4.4.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境
        4.4.2 基于MPI 實(shí)現(xiàn)坡度分析并行算法
        4.4.3 基于MPI 實(shí)現(xiàn)無(wú)索引空間連接并行算法
    4.5 本章小結(jié)
第五章 基于流處理器模型的地理計(jì)算并行處理技術(shù)研究
    5.1 流處理器模型及其工具
        5.1.1 流處理器模型
        5.1.2 CUDA 模型介紹及應(yīng)用
    5.2 地理計(jì)算并行處理的流處理模型性能分析
    5.3 基于流處理器模型的地理計(jì)算并行處理算法實(shí)現(xiàn)
        5.3.1 坡度分析并行算法
        5.3.2 無(wú)索引空間連接并行算法
    5.4 實(shí)驗(yàn)分析
        5.4.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境
        5.4.2 基于CUDA 實(shí)現(xiàn)坡度分析并行算法
        5.4.3 基于CUDA 實(shí)現(xiàn)無(wú)索引空間連接并行算法
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 主要研究成果
    6.2 進(jìn)一步的研究方向
致謝
參考文獻(xiàn)
作者在學(xué)期間取得的學(xué)術(shù)成果
在學(xué)期間參加的與本課題相關(guān)的科研項(xiàng)目


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]地學(xué)計(jì)算的研究進(jìn)展與問題分析[J]. 陳彥光,羅靜.  地理科學(xué)進(jìn)展. 2009(04)
[2]圖形處理器用于通用計(jì)算的技術(shù)、現(xiàn)狀及其挑戰(zhàn)[J]. 吳恩華.  軟件學(xué)報(bào). 2004(10)



本文編號(hào)：3327237