基于OpenMp的并行計(jì)算技術(shù)及應(yīng)用研究.pdf

1、在快速發(fā)展的信息化社會(huì)中,需要處理的信息量越來(lái)越大,對(duì)計(jì)算能力和計(jì)算速度也提出了更高的要求,如果僅僅是通過(guò)提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的整體性能來(lái)滿足這一要求,是不太可能的。面對(duì)上述問(wèn)題,人們逐漸將目光投向多核計(jì)算機(jī)的發(fā)展?，F(xiàn)如今,將大規(guī)模復(fù)雜問(wèn)題在多核平臺(tái)下進(jìn)行并行處理已成為一種主流發(fā)展趨勢(shì)。在多核PC機(jī)下采用OpenMp并行編程模式對(duì)串行算法進(jìn)行并行計(jì)算,可以充分發(fā)揮多核的優(yōu)勢(shì),將計(jì)算任務(wù)進(jìn)行劃分后再分配給多個(gè)核并行運(yùn)算,從而大大節(jié)省計(jì)算時(shí)間,提

2、高工作效率；而且在所需資源方面不像MPP需要大型計(jì)算機(jī)或是像COW需要大量PC機(jī)組成機(jī)群進(jìn)行實(shí)驗(yàn),大大節(jié)省了成本。
　　 本文針對(duì)一些經(jīng)典串行公共算法(蟻群算法、Cannon算法和遺傳算法)在解決大規(guī)模復(fù)雜問(wèn)題時(shí)運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)的不足,在多核環(huán)境下采用基于OpenMp的并行編程技術(shù)對(duì)這些算法進(jìn)行一些改進(jìn),同時(shí)利用多核優(yōu)勢(shì)將大規(guī)模問(wèn)題進(jìn)行劃分后分配給多核PC機(jī)的各個(gè)處理器使其并行執(zhí)行,計(jì)算出改進(jìn)前后各算法的運(yùn)行時(shí)間和加速比并進(jìn)行對(duì)比,

3、實(shí)驗(yàn)證明,改進(jìn)后各算法的運(yùn)行時(shí)間明顯縮短,程序執(zhí)行效率顯著提高。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中還可以看到,未使用OpenMp制導(dǎo)語(yǔ)句的算法在運(yùn)行時(shí)CPU的利用率只有52％,而使用OpenMp制導(dǎo)語(yǔ)句后算法在運(yùn)行時(shí)CPU的利用率達(dá)到了100％,說(shuō)明經(jīng)改進(jìn)后的算法充分利用了計(jì)算機(jī)的多個(gè)核來(lái)并行處理算法的計(jì)算任務(wù)。Occam反演以其穩(wěn)定收斂和不依賴于初始模型的特性被廣泛應(yīng)用于大地電磁數(shù)據(jù)的處理,但Occam反演需要計(jì)算偏導(dǎo)數(shù)矩陣和選取拉格朗日乘子,經(jīng)分析可知這