10586.面向并行數(shù)字地形分析的快速復(fù)算方法研究

1、ResearchontheFastParallelRecomputingforParallelDigitalTerrainAnalysisAThesisSubmittedtoNanjingNormalUniversityFortheDegreeofMasterofEngineeringBYShoushuaiMiaoSupervisedbybupervlsedProfWanfengDouSchoolofComputerScienceand

2、TechnologyNanjingNormalUniversityMarch2015摘要摘要隨著空間數(shù)據(jù)分辨率及數(shù)據(jù)規(guī)模的快速增加，傳統(tǒng)串行計(jì)算方式已經(jīng)不能滿足高性能地學(xué)和生產(chǎn)應(yīng)用等方面的需求，并行計(jì)算的出現(xiàn)可以有效解決串行計(jì)算面臨的問題，將并行計(jì)算和數(shù)字地形分析相結(jié)合已成為地學(xué)界的研究熱點(diǎn)之一。一方面，并行計(jì)算的發(fā)展為用戶提供了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)計(jì)算能力，提高了資源的利用率。另一方面，并行計(jì)算的應(yīng)用極大地促進(jìn)了地學(xué)研究和工程實(shí)踐的發(fā)展。然而，

3、多數(shù)研究的重點(diǎn)是考慮地形分析算法的并行性，很少涉及有關(guān)并行數(shù)字地形分析中的容錯(cuò)問題。針對(duì)并行數(shù)字地形分析的特點(diǎn)，如何恰當(dāng)?shù)囊肴蒎e(cuò)機(jī)制來提高DEM數(shù)據(jù)計(jì)算中的穩(wěn)定性和可靠性，是高性能地學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)。首先，本文針對(duì)數(shù)字地形分析的數(shù)據(jù)密集型和計(jì)算密集型的特征，并結(jié)合當(dāng)前并行計(jì)算平臺(tái)的特點(diǎn)，提出構(gòu)建面向并行數(shù)字地形分析的數(shù)據(jù)檢錯(cuò)方法。該方法采用MPI編程模型和OpenMP編程模型結(jié)合的混合模式實(shí)現(xiàn)對(duì)DEM計(jì)算結(jié)果的檢錯(cuò)。通過有效的數(shù)

4、據(jù)劃分策略，本文利用并行化方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的計(jì)算和檢錯(cuò)，不僅節(jié)約資源，而且還降低了整體開銷。本文又提出～種改進(jìn)方式的數(shù)據(jù)檢錯(cuò)方法，將數(shù)據(jù)檢測(cè)與計(jì)算同步加快檢錯(cuò)的效率。其次，為了保證并行數(shù)字地形分析的可靠性和結(jié)果的正確性，本文在檢錯(cuò)和數(shù)據(jù)劃分的基礎(chǔ)上，提出了一種新的并行計(jì)算容錯(cuò)方法一一快速復(fù)算方法。該方法具有快速地錯(cuò)誤恢復(fù)的能力，在發(fā)生數(shù)據(jù)計(jì)算錯(cuò)誤時(shí)，所有空閑進(jìn)程對(duì)原始數(shù)據(jù)塊再次拆分計(jì)算。對(duì)原始數(shù)據(jù)塊再進(jìn)行邏輯劃分，并分邏輯塊保存計(jì)算結(jié)果。一