本文選題：柵格地理計算 + 并行計算　； 參考：《地球信息科學(xué)學(xué)報》2015年05期

【摘要】：柵格地理計算并行編程庫的研發(fā)有助于實(shí)現(xiàn)對柵格地理計算算法的并行化。在現(xiàn)有的研究中,Qin等(2014)設(shè)計并初步研發(fā)的柵格地理計算并行算子(Pa RGO),在設(shè)計思路上能較好地隱藏與并行編程軟硬件環(huán)境相關(guān)的復(fù)雜細(xì)節(jié),實(shí)現(xiàn)柵格地理計算通用步驟的并行化,且較其他類似思路的編程庫而言,Pa RGO能兼容多種常用的并行計算平臺,具有明顯優(yōu)勢。但Pa RGO目前在設(shè)計上僅直接支持本地、鄰域及全局計算特點(diǎn)的柵格地理計算算法并行化,對于更為復(fù)雜的區(qū)域計算特點(diǎn)算法并行化的支持能力尚未探究。對此,本文選取柵格數(shù)字地形分析中具有區(qū)域計算特點(diǎn)、遞歸設(shè)計的多流向算法為算例,利用Pa RGO進(jìn)行并行化設(shè)計、實(shí)現(xiàn)及測試,以計算時間、相對加速比和相對并行效率為定量指標(biāo)。通過可運(yùn)行性和并行性能進(jìn)行評價,結(jié)果表明:Pa RGO雖然不能直接支持對遞歸的多流向算法進(jìn)行并行化,但在根據(jù)多流向計算的原理將該遞歸算法轉(zhuǎn)變?yōu)榉沁f歸的設(shè)計之后,可將算法由原區(qū)域計算改造為鄰域迭代計算,就能利用Pa RGO實(shí)現(xiàn)并行化,并得到較好的并行效果。在集群環(huán)境下,MPI版本并行程序的并行效果優(yōu)于MPI/Open MP混合版本。
[Abstract]:The research and development of grid geography computing parallel programming library is helpful to realize the parallelization of grid geography computing algorithm. In the present research, Qin et al. (2014) the parallel operator of grid geography computing, Pa RGOA, designed and developed preliminarily, can better hide the complicated details related to the hardware and software environment of parallel programming, and realize the parallelization of the general steps of grid geography calculation. Compared with other programming libraries with similar ideas, Pa RGO is compatible with many common parallel computing platforms and has obvious advantages. However, Pa RGO is only designed to directly support the parallelization of local, neighborhood and global computing algorithms, and the ability to parallelize the more complex regional computing features has not been explored. In order to solve this problem, this paper selects the region calculation characteristic in the raster digital terrain analysis, and takes the recursive multi-direction algorithm as an example. The parallel design, realization and test of Pa RGO are used to calculate the time. Relative acceleration ratio and relative parallel efficiency are quantitative indexes. The results of performance evaluation and parallelism show that although the multi-direction recursive algorithm can not be parallelized directly by RGO, the recursive algorithm is transformed into a non-recursive design based on the principle of multi-direction computation. The algorithm can be transformed from the original region computation to the neighborhood iterative computation, and the parallelization can be realized by using Pa RGO, and a better parallel effect can be obtained. The parallel effect of MPI parallel program in cluster environment is better than that of MPI/Open MP mixed version.
【作者單位】： 中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所資源與環(huán)境信息系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;中國科學(xué)院大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院;南京師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院江蘇省地理信息資源開發(fā)與利用協(xié)同創(chuàng)新中心;Department
【基金】：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41422109) 國家科技支撐計劃項(xiàng)目(2013BAC08B03-4)
【分類號】：P208;TP338.6

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1965425