优秀研究生学位论文题录展示

基于PVM的Occam反演性能优化

专 业: 计算机应用技术
关键词: Occam反演 性能优化 PVM 并行编程
分类号: TP301
形 态: 共 68 页 约 44,540 个字 约 2.131 M内容
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内容摘要


Occam反演以其稳定收敛和不依赖于初始模型的特性,被广泛应用于大地电磁数据的处理。

但是,在Occam反演过程中偏导数矩阵的计算和拉格朗日乘子的求取导致大量的模型正演,使得反演速度低下。

为此,研究了利用基于PVM的并行计算来解决这个问题。

PVM是当前流行的并行编程环境之一。

PVM系统兼容性好,但默认条件下性能设置比较保守,系统性能还存在优化提升潜力。

矩阵乘法是可以借助并行计算实现效率提升的典型运算之一,本文利用预设的矩阵乘法运算测试用例,给出了从任务粒度划分、消息传递的寻径与封包、任务分派、节点负载均衡等方面优化PVM并行性能的策略,并分析了相关优化手段在优化PVM性能工作中的实用价值。

在讨论了PVM的各种优化策略后,本文把相关优化手段引入Occam反演并行化工作中,以提升性能为主要目标,从反演任务粒度优化、通信性能优化、动态负载均衡、节点数自适应4个方面入手,对原有基于PVM的Occam反演并行程序实施了改进。

在优化性能的同时,本文在增强Occam反演并行程序的易用性方面也进行了尝试,并在原有Occam反演并行程序基础上,实现了异速集群节点侦测、集群规模感应、节点间文件自动分发功能。

最后,给出了改进后Occam反演并行程序的性能测试数据。

测试结果表明,相对于原有Occam反演并行程序无法很好利用更大规模集群的问题,改进后的Occam反演并行计算程序在20节点集群环境下,整体加速比相对8节点集群环境下得到了进一步提升,并仍然保持了较高的节点效率。

此外,改进后的Occam反演并行程序的易用性也有改善,对不同集群环境的适应性更强,在生产科研中更具实用价值..……

全文目录


文摘
英文文摘
第1章 绪论
1.1课题研究背景
1.2课题研究意义
1.3本文所做的工作
第2章 PVM并行环境
2.1并行编程环境
2.2并行虚拟机PVM
2.2.1 PVM的主要特点
2.2.2 PVM/MPI的比较
2.3 PVM内核结构
2.3.1守护进程pvmd
2.3.2接口库pvmlib
2.3.3监控台console
2.4 PVM rsh通信服务
2.5 PVM aimk编译工具
2.5.1 aimk编译机制
2.5.2 aimk脚本结构
2.5.3 aimk脚本生成
第3章 Occam反演并行性
3.1 Occam反演
3.1.1 Occam反演原理
3.1.2 Occam反演I/O
3.2并行性分析
3.2.1偏导数计算
3.2.2拉格朗日乘子
3.2.3任务映射
3.2.3并行性分析
第4章 PVM性能优化及测试
4.1粒度划分
4.2消息传递
4.3任务分派
4.4负载均衡
4.4.1基于/proc获取内核信息
4.4.2负载信息采集
4.4.3负载均衡器
4.5结论
第5章 Occam反演并行性能优化
5.1任务粒度优化
5.1.1偏导数计算
5.1.2拉格朗日乘子
5.1.3小结
5.2通信性能优化
5.3动态负载均衡
5.4节点数自适应
5.5其他改进工作
5.5.1自动文件分发
5.5.2数组操作优化
5.5.3异速节点侦测
5.6总体优化效果
第6章 总结与展望
参考文献

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中图分类: > TP301 > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 一般性问题 > 理论、方法

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