面向網(wǎng)格的三維格點(diǎn)Monte Carlo并行算法研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、本文主要針對(duì)網(wǎng)格環(huán)境下算法并行化的一般方法進(jìn)行研究，通過(guò)對(duì)三維格點(diǎn)MonteCarlo(以下簡(jiǎn)稱(chēng)三維格點(diǎn)MC)算法并行化及應(yīng)用，探索面向網(wǎng)格環(huán)境并行算法應(yīng)用途徑和方法。 本文在對(duì)適用于網(wǎng)格環(huán)境的算法特點(diǎn)詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上，針對(duì)三維格點(diǎn)MC算法，構(gòu)造和實(shí)現(xiàn)并行算法，主要包括分步驟逐步實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)空間上的分塊并行、針對(duì)邊界問(wèn)題進(jìn)行的OVERLAP并行以及對(duì)于邊界問(wèn)題的單點(diǎn)發(fā)送和接收實(shí)現(xiàn)。并行過(guò)程中充分考慮了三維格點(diǎn)MC算法的可擴(kuò)展性、可

2、移植性、中間結(jié)果保存等方面的要求，使得算法更加適合在網(wǎng)格環(huán)境下運(yùn)行。 本文對(duì)三維格點(diǎn)MC算法的并行性能進(jìn)行了深入分析。通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)空間劃分、加速比、并行效率方面，對(duì)空間劃分策略的正確性、數(shù)據(jù)規(guī)模與加速比及效率之間的關(guān)系進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)證明該算法具有良好的可擴(kuò)展性，適合網(wǎng)格環(huán)境下的并行計(jì)算，并得到了幾組不同數(shù)據(jù)空間獲得最佳加速比的參數(shù)。該算法的并行模型為類(lèi)似的科學(xué)計(jì)算提供了一個(gè)借鑒。 在前述集群工作的基礎(chǔ)上，本文提出了

3、網(wǎng)格環(huán)境下的二級(jí)并行策略。利用任務(wù)分解模塊，將用戶提交的復(fù)雜計(jì)算任務(wù)，分解為可獨(dú)立工作的子任務(wù)，充分利用網(wǎng)格資源，快速有效地獲得計(jì)算結(jié)果。該并行策略針對(duì)了一類(lèi)需要多組參數(shù)對(duì)比試驗(yàn)的大型計(jì)算密集型問(wèn)題，給此類(lèi)問(wèn)題在網(wǎng)格環(huán)境下的實(shí)現(xiàn)提供了一般的方法。為了驗(yàn)證計(jì)算結(jié)果的正確性，本文開(kāi)發(fā)了一個(gè)可視化的模擬程序COMosiv，將三維格點(diǎn)MC并行程序的計(jì)算結(jié)果可視化，并從理論上對(duì)該結(jié)果進(jìn)行了分析。COMosiv模擬程序立足于用戶的角度，充分考慮到了