基于abeemσπ模型能量求解并行處理的研究

1、學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明本人承諾：所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下所取得的研究成果。論文中除特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含他人和其他機(jī)構(gòu)已經(jīng)撰寫或發(fā)表過(guò)的研究成果，其他同志的研究成果對(duì)本人的啟示和所提供的幫助，均已在論文中做了明確的聲明并表示謝意。學(xué)位論文作者簽名： 雕＆三壘學(xué)位論文版權(quán)的使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解遼寧師范大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，及學(xué)校有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交復(fù)印件或磁盤，允許論文被查閱和借閱。

2、本文授權(quán)遼寧師范大學(xué)，可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)并進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文，并且本人電子文檔的內(nèi)容和紙質(zhì)論文的內(nèi)容相一致。保密的學(xué)位論文在解密后使用本授權(quán)書(shū)。學(xué)位論文作者簽名：且趣厶蓬 指導(dǎo)教師簽名： 亟! ! 盔盤簽名日期： 勁【『年占月f 0 日遼寧師范大學(xué)碩士學(xué)位論文摘 要目前，分子動(dòng)力學(xué)模擬是應(yīng)用前景最廣泛的計(jì)算大型復(fù)雜生物體系的方法之一。伴隨著分子力學(xué)模擬技術(shù)的的飛速發(fā)展

3、，分子動(dòng)力學(xué)模擬技術(shù)應(yīng)用在許多生物大分子體系中，如水分子化合物、多肽化合物、多糖等。該技術(shù)使得多種大型復(fù)雜生物體系的多種物理化學(xué)性質(zhì)在計(jì)算時(shí)的準(zhǔn)確性都有大幅度提升。分子動(dòng)力學(xué)模擬是將這些力場(chǎng)及牛頓運(yùn)動(dòng)力學(xué)原理通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬而發(fā)展起來(lái)的一種新興的計(jì)算方法。動(dòng)力學(xué)模擬的優(yōu)點(diǎn)在于為模擬環(huán)境中粒子的運(yùn)動(dòng)提供正確的理論根據(jù)，并可同時(shí)獲得系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)及其它的統(tǒng)計(jì)資料；模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性較高，普遍的適用于多種系統(tǒng)及各種特性的研討中。本文給出了力場(chǎng)中能量

4、求解并行化的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方法。其主要工作有：1 對(duì)A B E E M o T r 力場(chǎng)模型中能量求解的串行程序代碼進(jìn)行分析。A B E E M o n 生物大分子體系模型力場(chǎng)中能量的求解，即求體系中所有原子、o 鍵、孤對(duì)電子、Ⅱ鍵位點(diǎn)之間的能量之和。原程序中求解能量項(xiàng)采用串行的嵌套多層迭代來(lái)實(shí)現(xiàn)，這種方法求解大分子體系的能量作用項(xiàng)時(shí)需要很長(zhǎng)時(shí)間，使研究問(wèn)題的效率有所降低。2 針對(duì)大分子體系下能量求解的弊端，提出了針對(duì)A B E E M o

5、 兀力場(chǎng)模型并行化的處理方案。將M P I + O p e n M P 混合并行方法應(yīng)用到A B E E M o n 生物大分子體系力場(chǎng)模型中，并成功地實(shí)現(xiàn)了A B E E M 0 7 【力場(chǎng)模型中所有能量項(xiàng)的并行求解。3 通過(guò)分析比較O p e n M P 的幾種調(diào)度策略，將不同的調(diào)度策略應(yīng)用到能量求解的并行化程序中。實(shí)驗(yàn)證明，采用不同的調(diào)度策略，程序的并行性能也不相同。成功的找到了一種適合A B E E M o ，t 生物大分子體系

6、模型力場(chǎng)中能量求解的調(diào)度策略，縮短了并行程序執(zhí)行時(shí)間。4 引入了I n t e lT h r e a d C h e c k e r 線程檢查工具，并對(duì)采用M P I + O p e n M P 混合并行程序進(jìn)行線程檢查，消除采用多核平臺(tái)并行化所造成的數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)和死鎖，避免了因?yàn)閿?shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)和死鎖所引起的計(jì)算結(jié)果不準(zhǔn)確和效率低等問(wèn)題。關(guān)鍵詞：并行計(jì)算；多線程；M P I ；0 p e n M P ；T h r e a d —c h e c k