地脉动数据的并行处理方法
发布时间：2020-05-11 18:35
【摘要】：对地脉动数据的研究有助于地震监测、地震预报、地震学、地震工程的发展。为了提高处理地脉动的计算能力，引入并行计算。本文首先介绍了我国目前地震研究的现状，对地脉动数据的处理过程做了充分的说明。针对该并行计算进行合理的任务划分与评价，提出并行任务的数学模型，该任务分配问题是一个NP完全问题，在保证任务均衡的前提下，采用两种不同的算法对任务集进行划分。一种是通用的优化算法-遗传算法，本文使用改进的遗传算法即单亲遗传算法，提出特殊的变异算子，加快算法的收敛。另一种是贪心算法，通过对图论的研究，本文提出一种贪心策略，可以获得稳定的结果。两种不同的算法有不同的优点，贪心算法的结果稳定，并且可以保证每个节点上的数据均衡，遗传算法的总体效果要优于贪心算法，使得数据传递的总数更少，但是不能保证每个顶点集之间均衡。在实际应用中需要根据不同的任务数和节点个数进行合理的选择。在对任务分配以后，本文还提出了在在各个节点上不同线程之间获取任务的方式。通过实验分析了线程个数对并行节点效率的影响，指出线程的个数对并行的效率有较大的影响。充分分析了地脉动并行计算的性能，说明对于多线程并行系统的可扩展性。
【图文】：
图 3- 2 n =3， w=8时 的一 种 任 务 分配 方 式分 配的 贪 心算 法 法 通过 一 系 列的 选 择 得到 问 题 的解 ， 每 次 总是 做 出 在当 前 状 就 是 通 过 局部 的 最 优 来达 到 一 个全 局 的 最 优。 这是 一种 启 发 式 能 获 得 最 优解 ， 但 是 在 许 多 情况 下 确 能 达到 预 期 的目 的 ，而 题来 说 ， 本身 就 不 存 在最 优 解 [3 1 ] 。3. 5 节提 出 的数 学 模 型 ，在 采 用 贪心 策 略 以 前必 须 对 问题 进 行 明一 个 定理 ： 1： e 条边 的无 向简 单 图 G = V，E的 顶点 数 v 满 足 ， C ( v，2)≥ 为 完全 图 的 时候 。 G 根据 握手 定 理有 ：
第五 章 实验 结果 及分 析我们 用 地 震局 某日 的数 据 文 件 （ 25 个站 点 ） 进 行 试验 。 对于 某一 个从 节 点 来说 ，当 主 节点 开 始 向其 发 送 文 件时 ， 由 主 节 点 记 录 下开 始 的 时间 t 1， 当 接 收 完 全部 的 数 据文 件 之 后 ，从 结 点 向主 节 点 传递 一 个 信 号， 由 主 节点 记 录 下 该节 点 传 递结 束的 时 间 t 2， t 2- t 1 就是 该 节 点 用于 数据 传 递的 时间 。 该从 节点 接 受完 数据 文件 就 开 始创 建 线 程并 发 的 完 成计 算 。 当 该 从 结 点所 有 的 线 程都 完 成 计 算后 ， 关 闭 S o ck et ， 这时 主 节 点 记 录 下 这 个 时 间 t 3， t 3- t 2 就是 并 行 计 算 的 时 间 。 将结 果 精确 到秒 。 实验 中 的主 节点 与 从结 点的 配 置均 为 P 4 1G B / 5 00 G，， 操作 系 统都 是 Wi n d o w sXP ，是 用 JD K 1 . 5 。每个 从 节 点创 建 5 个 并行 计 算的 线程 ， 实验 的数 据 总量 为 10 G 。 对于 w= 2 5 ，n = 2 5 来说 比 较 贪心 算 法 和遗 传 算法 ，结果 相差 不 大（遗 传 算 法为 78 ， 贪心 算 法 为 81 ） ，基 于 贪心 算 法的 顶 点 集均 衡 的 特 点， 这 里 使用 贪 心 算 法进 行 任务分 配 。按 照 第 四章 的 流程 进 行并 行 计 算， 结 果如 下 图 所示 ：
【学位授予单位】：福州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TP338.6
本文编号：2658892
【图文】：
图 3- 2 n =3， w=8时 的一 种 任 务 分配 方 式分 配的 贪 心算 法 法 通过 一 系 列的 选 择 得到 问 题 的解 ， 每 次 总是 做 出 在当 前 状 就 是 通 过 局部 的 最 优 来达 到 一 个全 局 的 最 优。 这是 一种 启 发 式 能 获 得 最 优解 ， 但 是 在 许 多 情况 下 确 能 达到 预 期 的目 的 ，而 题来 说 ， 本身 就 不 存 在最 优 解 [3 1 ] 。3. 5 节提 出 的数 学 模 型 ，在 采 用 贪心 策 略 以 前必 须 对 问题 进 行 明一 个 定理 ： 1： e 条边 的无 向简 单 图 G = V，E的 顶点 数 v 满 足 ， C ( v，2)≥ 为 完全 图 的 时候 。 G 根据 握手 定 理有 ：
第五 章 实验 结果 及分 析我们 用 地 震局 某日 的数 据 文 件 （ 25 个站 点 ） 进 行 试验 。 对于 某一 个从 节 点 来说 ，当 主 节点 开 始 向其 发 送 文 件时 ， 由 主 节 点 记 录 下开 始 的 时间 t 1， 当 接 收 完 全部 的 数 据文 件 之 后 ，从 结 点 向主 节 点 传递 一 个 信 号， 由 主 节点 记 录 下 该节 点 传 递结 束的 时 间 t 2， t 2- t 1 就是 该 节 点 用于 数据 传 递的 时间 。 该从 节点 接 受完 数据 文件 就 开 始创 建 线 程并 发 的 完 成计 算 。 当 该 从 结 点所 有 的 线 程都 完 成 计 算后 ， 关 闭 S o ck et ， 这时 主 节 点 记 录 下 这 个 时 间 t 3， t 3- t 2 就是 并 行 计 算 的 时 间 。 将结 果 精确 到秒 。 实验 中 的主 节点 与 从结 点的 配 置均 为 P 4 1G B / 5 00 G，， 操作 系 统都 是 Wi n d o w sXP ，是 用 JD K 1 . 5 。每个 从 节 点创 建 5 个 并行 计 算的 线程 ， 实验 的数 据 总量 为 10 G 。 对于 w= 2 5 ，n = 2 5 来说 比 较 贪心 算 法 和遗 传 算法 ，结果 相差 不 大（遗 传 算 法为 78 ， 贪心 算 法 为 81 ） ，基 于 贪心 算 法的 顶 点 集均 衡 的 特 点， 这 里 使用 贪 心 算 法进 行 任务分 配 。按 照 第 四章 的 流程 进 行并 行 计 算， 结 果如 下 图 所示 ：
【学位授予单位】：福州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TP338.6
【参考文献】
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本文编号：2658892
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