神威平台中并行物理光学法的研究

发布时间：2017-09-30 23:19

  本文关键词：神威平台中并行物理光学法的研究

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【摘要】：随着计算技术的发展,物理光学法已被广泛地应用于目标的雷达散射截面计算。本文研究神威超级计算机集群平台中的并行物理光学法,提供了一个能够快速计算电大目标雷达散射截面的方法。本文详细描述了物理光学法的原理,根据其计算目标单站、双站RCS的程序特征设计了并行方案,并将并行算法移植到了国产处理器平台中,测试了并行效率与加速比。在文中,重点讨论的是如何将该算法从通用处理器平台移植到国产异构平台。通过对通用处理器平台中该算法的程序热点、内存读写、CPI性能等一系列参数的分析,设计了异构平台中的从核并行方案,并结合国产异构平台中的编译环境与基础数学库,给出了相应的优化措施,提高了程序的并行效率。本文在神威蓝光超级计算机平台中实现了10万CPU核规模的并行物理光学法计算,并行效率达到了50%以上;在神威众核异构平台中,开发了物理光学法异构并行程序,并行规模突破了2万核组,计算核心突破了128万核,实现了物理光学法的超大规模并行计算。
【关键词】：物理光学法 并行计算 国产处理器 异构 并行效率
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP338;TN95
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 符号对照表10-11
• 缩略语对照表11-14
• 第一章 绪论14-20
• 1.1 研究背景及意义14-18
• 1.1.1 电磁数值仿真算法的发展与并行计算14-15
• 1.1.2 高性能计算机集群的发展15-18
• 1.2 主要仪器设备及材料18-19
• 1.3 工作内容与结构安排19-20
• 1.3.1 论文工作内容19
• 1.3.2 论文结构安排19-20
• 第二章 物理光学法的基本原理20-30
• 2.1 物理光学法简介20-23
• 2.2 电磁目标的几何建模23-24
• 2.3 基于平面三角形建模的PO方法24-28
• 2.4 本章小结28-30
• 第三章 并行物理光学法设计与测试30-42
• 3.1 并行物理光学法编程30-34
• 3.1.1 并行编程设计30-33
• 3.1.2 算法精度验证33-34
• 3.2 并行物理光学算法性能测试34-40
• 3.2.1 计算单站雷达散射截面热点测试35-36
• 3.2.2 内存使用分析36-37
• 3.2.3 浮点计算情况分析37
• 3.2.4 CPI情况37
• 3.2.5 负载均衡情况分析37-39
• 3.2.6 程序可扩展性分析39-40
• 3.3 国产处理器集群上大规模并行化测试40-41
• 3.4 本章小结41-42
• 第四章 国产众核平台中物理光学法的研究42-58
• 4.1 国产众核平台简介42
• 4.2 编程方式简介42-43
• 4.2.1 SWACC编程方式简介42-43
• 4.2.2 使用加速线程库编程简介43
• 4.3 国产众核平台PO算法的移植43-50
• 4.3.1 PO算法核组间的并行43-45
• 4.3.2 物理光学算法核组内从核间的并行45-46
• 4.3.3 主从核变量设计46-48
• 4.3.4 算法优化实现48-50
• 4.4 算法性能测试及实际算例50-56
• 4.4.1 小规模并行化测试50-52
• 4.4.2 大规模异构集群求解目标RCS52-56
• 4.5 本章小结56-58
• 第五章 总结58-60
• 参考文献60-62
• 致谢62-64
• 作者简介64-65

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本文编号：950994