物探的并行计算解决方案.docx

物探的并行计算解决方案 3张信一 , 李代平 , 罗寿文(广东工业大学 计算机学院 , 广东 广州 510090)摘 要 : 主要讲述了系统平台的构建 ,任务的划分和分派 ,处理结果的回收 ,并给出了 Master/ Slave 的程序流程及关键代码说明 ,并对系统效果进行评价 。关键词 : 网络并行计算 ; PV M ; 物探文章编号 : 10012 3695 (2004) 082 01712 04中图法分类号 : TP301 . 6文献标识志码 : AThe Parallel Co mp uti ng Solutio n fo r Object2Pro bed SystemZHAN G Xin2 yi , L I Dai2 ping , L UO Shou2 wen( S chool of Com p uter , Gua ng don g U ni versi t y of Tech nology , Gua ngz hou Ga n g don g 510090 , Chi na)Abstract : Put s it s emp hasis on system platform const ructed , task divided and dist ributed and result ret rieved ,it also gives aMaster/ Slave p rogram flow and t he key codes ,at last it gives an evaluation to t he parallel system.Key words : Network Parallel Comp uting ; PVM ( Parallel Virt ual Machine) ; Object2Probed1引言勘探地球物理的正 、反演问题 ,常常涉及到现代的复杂数学问题和计算方法 ,这些计算方法都有一个共同的特点 ,就是 要求解大型代数方程组 ,计算空间大 。如果用一般的串行计算 机进行求解 ,处理时间将会过长 ,不能满足应用的需求 。网络并行计算是利用互联网上的计算机资源实现大问题的并行计算 ,具备投资少 、见效快 、灵活性强的特点 ,这使得勘探地球物 理领域中应用高效数值计算成为可能 。因此 ,研究基于网络并 行计算在勘探地球物理中应用的计算方法 、网络计算环境及其实现技术的应用软件具有十分重要的意义 。2系统简介3系统结构电法勘探是以岩 (矿) 石间电磁学性质及电化学性质的差异作为物质基础 ,其应用领域较广 。通常用于勘查石油与天然 气和煤田地质构造 ,寻找金属与非金属矿产 ,进行水文工程地质 、城市环境与建筑基础以及地下管线铺设情况的勘查等 。 测量区域的剖面图如图 1 所示 。我们通过设定及输入测量场区的长 、宽 、深 、测距和导电率 Sigma1 ,以及输入埋入异常 体的长 、宽 、高 、埋深和导电率 Sigma2 等数据 ,然后系统自行按照一定规则对场区 V 从 X , Y , Z 方向进行网格剖分 ,划分为多 个小的六面体 。令 X 轴上划分的各点分别作为供电电极 ,利用网络并行计算进行正演运算 ,求出地面上 A ,B 之间各划分点的电位值 ,并根据电位值 ,求出场区的视电阻率 ,并描绘出曲 线 ,通过曲线拟合以判断测量体的密度 、形状 、大小等内容 。串行程序流程图如图 2 所示 。本系统的处理平台是利用高速 Et hernet 网将数台 PC 工作站连 接 起 来 , 利 用 并 行 软 件 构 成 , 简 称 NOW ( Net wor k of Wor kstatio n) 。由于各 PC 工作站 间 没 有 共 享 内 存 , 各 处 理 机 之间通过消息传递机制 ( Message Passing) 来实现进程和数 据 通信 。这样 ,各个处理机可以执行不同进程 。因此 ,网络并行 处理系统可 归 属 于 分 布 内 存 储 M IMD 类 的 开 发 环 境 并 行 处 理 。显然 ,基于消息传递机制的并行处理平台是网络并行程序 开发和运行的基础 。本系统是采用 PVM ( Parallel Virt ual Machine) 来作为并行 处理平台 。它是一个能用来进行并行程序设计的软件环境 ,它能把一个由异构型计算机构成的网络虚拟成一个大的并行计算机来使用 。它主要是基于消息传递的并行通信库 ,可让用户 进行基于消息传递的并行程序设计 。用户必须通过显式地发送和接收信息来实现处理机间的数据交换 ,因为消息传递的开 销比较大 ,所以 PVM 主要用来开发大粒度的并行 。Win32 PVM 平 台 可 以 运 行 在 Windows