中国地质大学研究生课程论文封面
课程名称教师姓名研究生姓名研究生学号研究生专业所在院系类别A博士日期
高性能计算
软件工程信息工程学院√B硕士C进修生
2016年1月9日
f评
对课程论文的评语
语
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f高性能计算在三维地质建模上的应用
一、应用背景
随着地学信息化的发展，数学地质正向“数字地质”发展。三维地质建模软件将是“数字地质”的精髓与核心。三维地质建模是指采用适当的数据结构，在计算机中建立能反映地质构造的形态和各要素之间关系以及地质体物理、化学属性空间分布等地质特征的数学模型。相比传统的平面图、剖面图，三维地质模型有显示直观、空间分析功能强大、对原始数据可以直接检查等特点。由于三维地质建模涉及钻孔数据、剖面数据、三维地震资料等多种数据源，并且地质建模从二维转向三维数据量急剧增大，涉及较为复杂的计算过程，单台电脑的计算能力已经逐渐满足不了相应计算与存储的要求。三维地质建模上的应用主要为通过各种地质数据源反演计算出易于分析和表达的三维GIS规则体元模型。本文对当前主流高性能计算技术进行了总结，并对比了几种可选的技术方案。高性能计算主要解决以下几个方面的问题：1大规模矩阵的运算。由于获取地质源数据量的增大，地质数据进行反演计算的过程中会出现
上万阶甚至更大的矩阵，这些矩阵的运算需要较长的时间甚至直接超过单台主机的内存容量。2计算代码并行。在生成三维的规则体元数据时，需要对数据进行一定的插值，计算各个体元
的属性值。地质体生成的三维体元数据对精度的要求较高，导致大量耗时的计算。3存储管理。反演计算后模型采用三维体元数据的形式进行存储，需要占用大量的存储空间，
合理进行分布式的存储有利于后期的分析，并增加数据读取的速度。
二、可采用技术
1MPI
MPIMessagePassi
gI
terfaee是一个消息传递接口的标准，MPI不是一门编程语言，而是一个库，可以被C、C、FORTRAN等编程语言调用。从语法上说，它遵守所有语言对函数的调用过程，和一般的函数没有什么区别。通过MPI可以实现多个主机之间进程的通信，达到集群计算的目的。MPI具有良好的移植性和可扩展性、完善的异步通信机制、众多厂商的支持并且易于使用。
f在li
ux环境下，常用的MPI库为MPICH和r