本文選題：并行計算 + 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，單處理機的計算能力滿足不了許多領(lǐng)域中具有挑戰(zhàn)性的大規(guī)模計算課題對計算資源的需求，所以除了增加處理器本身的計算性能外，并行計算是一種提高計算能力的有效方法。 并行計算技術(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算時間的情況下，可以尋求依靠并行算法來解決問題。本文將并行計算技術(shù)應(yīng)用到現(xiàn)有的聲場計算模型中，為解決水下聲場計算復(fù)雜、計算量大、計算速度慢的問題，實現(xiàn)聲場計算實時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、研究了并行計算的硬件平臺，主要包括現(xiàn)有的并行計算機的體系結(jié)構(gòu)，以及基于CUDA語言的GPU并行平臺；研究了并行計算的語言環(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、存儲模型等。 2、進(jìn)行聲場預(yù)報的基礎(chǔ)是聲場的計算模型，本文對海洋聲場的建模方法進(jìn)行研究，深入研究了簡正波KRAKEN模型，計算原理以及串行的寬帶KRAKEN的實現(xiàn)原理。介紹了建立時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，，搭建了并行計算的運行環(huán)境；實現(xiàn)了基于MPI的寬帶KRAKEN聲場并行計算、基于CUDA CUFFT庫的并行快速IFFT算法，最后結(jié)合兩種并行算法實現(xiàn)了寬帶聲場時域接收信號的并行預(yù)報仿真。 4、通過對不同數(shù)據(jù)量的測試表明，并行程序可以在保證與串行程序一樣的計算精度下有效地縮短計算時間，提高運算效率。
[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)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TP338.6

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1926339