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基于混合并行计算的剩余静校正模块研发与应用研究

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基于混合并行计算的剩余静校正模块研发与应用研究

作者：李江阳电子科技大学

学位级别：硕士

随着石油天然气等能源在当今社会扮演的角色越来越重要,人们对地震勘探技术的重视也达到空前的高度。地震勘探技术是提高油气层勘探准确性的关键,作为地震勘探技术重要环节的剩余静校正对于分析解读油气层分布有着至关重要的作用。由于... 详细信息

随着石油天然气等能源在当今社会扮演的角色越来越重要,人们对地震勘探技术的重视也达到空前的高度。地震勘探技术是提高油气层勘探准确性的关键,作为地震勘探技术重要环节的剩余静校正对于分析解读油气层分布有着至关重要的作用。由于实际地震资料数据量过于巨大,通过常规串行计算策略求解剩余静校正问题的运算花费时间过长,无法满足日益增长的油气需求,而并行计算在解决大数据量和时间复杂度高的问题上具有明显的优势。围绕着剩余静校正问题的大数据量特点,本文主要研究基于混合并行计算的剩余静校正模块研发和应用,重点研究基于混合并行计算实现的模型下各种剩余静校正方法的实现。本文主要完成的研究工作如下所示:(1)对剩余静校正问题的基础理论进行了研究,分析了剩余静校正的非线性和大数据量特点,借鉴传统的模拟遗传算法的混合策略,改进了混合优化算法,并设计了包括最大能量法、模拟退火法、遗传算法和改进混合优化算法在内的几种优化算法解决剩余静校正问题的基本流程。(2)对并行计算的基础理论进行了深入研究,重点包括了两种基于不同存储结构的并行程序设计模型:MPI和OpenMP并行编程模型的基本设计模式和编程基础等,并对这两种并行编程模型进行简单的程序测试,分析其效率。(3)对如何实现剩余静校正进行了细致分析,深入研究了应用于实际剩余静校正的目标函数选取和模型道构建,以及不同优化方法应用于实际的剩余静校正问题的参数选取和实现步骤,同时在常规串行模型下完成了各个剩余静校正方法的实现,并给出模型数据和实际地震资料对各个不同的剩余静校正方法进行测试,重点分析各个剩余静校正方法取得的效果和效率。(4)结合剩余静校正问题的特点和并行计算基础,设计了基于混合并行计算的剩余静校正实现模型,在该模型下完成了不同最优化方法的剩余静校正,并形成了基于混合并行计算的不同剩余静校正方法的C程序开发模块。给出模型数据和实际地震资料对混合并行计算框架下的各个剩余静校正展开测试,并与常规串行模型下的各个剩余静校正进行效果和效率的比较,体现基于混合并行计算的剩余静校正的优势和特点。

关键词： MPI-OpenMP 混合并行计算优化算法剩余静校正地震资料处理

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面向配用电大数据的新型软件体系架构

信息技术与标准化 2020年第5期 47-51页

作者：田英杰郭乃网吴裔李凡国网上海市电力公司

针对当前配用电大数据应用对处理平台的需求,建立了满足配用电大数据应用业务需求和性能指标的新型配用电大数据软件体系架构,着重阐述了该架构基于内存计算的交互分析引擎优化、高性能计算及混合并行计算的技术,克服了高性能集群和大... 详细信息

针对当前配用电大数据应用对处理平台的需求,建立了满足配用电大数据应用业务需求和性能指标的新型配用电大数据软件体系架构,着重阐述了该架构基于内存计算的交互分析引擎优化、高性能计算及混合并行计算的技术,克服了高性能集群和大数据平台缺乏有效结合的困难,从而解决了智能配用电大数据共性基础技术问题。

关键词：配用电大数据多源异构数据混合并行计算高性能计算交互式分析

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基于P2P的保护定值在线校核混合并行算法

南方电网技术 2014年第2期8卷 60-64页

作者：刘高明宋玮仇向东华北电力大学河北保定071003 北京中恒博瑞数字电力科技有限公司北京100096

考虑到大型互联电网规模的逐渐扩大,尤其是"三华"特高压同步电网的顺利投运,传统的集中式计算会遇到硬件计算能力的瓶颈,提出了一种基于P2P的保护定值在线校核混合并行算法。充分利用P2P网络技术的对等通信,实现区域间信息的对等交互,... 详细信息

考虑到大型互联电网规模的逐渐扩大,尤其是"三华"特高压同步电网的顺利投运,传统的集中式计算会遇到硬件计算能力的瓶颈,提出了一种基于P2P的保护定值在线校核混合并行算法。充分利用P2P网络技术的对等通信,实现区域间信息的对等交互,重点介绍了MPI+OpenMP的混合并行编程模型以及算法的设计,对在线校核进行了并行性分析,实现了在线校核进程级与线程级的两级并行。最后,在基于P2P技术的分布式并行计算平台上,对混合并行算法进行了测试比较,结果表明所提出的算法正确且有效。

关键词：保护定值在线校核 P2P 混合并行计算 MPI OpenMP

一种基于MPI与OpenMP的矩阵乘法并行算法

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计算机与现代化 2011年第7期 84-87页

作者：张艳华刘祥港天津科技大学计算机科学与信息工程学院天津300222 天津科技大学计算中心天津300222

阐述MPI与OpenMP进行并行计算的特点,并在Visual Studio 2010上构建一个基于两者的混合编程平台。程序在该平台上执行时能够同时实现多进程与进程内多线程编程,设计并实现一种基于数据划分的矩阵乘法的并行算法,将数据分解为两部分交给... 详细信息

阐述MPI与OpenMP进行并行计算的特点,并在Visual Studio 2010上构建一个基于两者的混合编程平台。程序在该平台上执行时能够同时实现多进程与进程内多线程编程,设计并实现一种基于数据划分的矩阵乘法的并行算法,将数据分解为两部分交给两个计算节点分别完成,并在每个计算节点内将数据进一步划分,交给多个线程同时执行。通过与非并行矩阵乘法、MPI矩阵乘法、OpenMP矩阵乘法运算性能进行比较,验证该算法可以有效地挖掘计算机的处理能力。

关键词：数据划分混合并行计算 MPI OpenMP 矩阵乘法