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基于MPI+OpenMP的三维声波方程正演模拟 被引量:5
1
作者 宋鹏 解闯 +3 位作者 李金山 谭军 刘伟 谭惠文 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2015年第9期97-102,129,共7页
针对三维声波方程数值模拟的大计算量和大内存消耗问题,研究并实现了基于MPI+OpenMP的三维声波方程数值模拟并行算法,在PC-Cluster的计算节点间采用基于MPI的按炮分任务的多进程并行模式,在计算节点内采用基于OpenMP的按空间分任务的多... 针对三维声波方程数值模拟的大计算量和大内存消耗问题,研究并实现了基于MPI+OpenMP的三维声波方程数值模拟并行算法,在PC-Cluster的计算节点间采用基于MPI的按炮分任务的多进程并行模式,在计算节点内采用基于OpenMP的按空间分任务的多线程并行模式,以有效地利用计算和存储资源。3D-Overthrust模型的实验结果显示,基于MPI+OpenMP的三维声波方程数值模拟并行算法的计算效率与基于MPI的按炮分任务并行计算模式相当,但其内存消耗远远低于后者,其更适合于基于大模型或实际模型的三维模拟。 展开更多
关键词 三维声波方程 正演模拟 并行计算 mpi+openmp
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基于MPI/OPENMP混合编程的三维粒子模拟并行优化 被引量:3
2
作者 颜小洋 张伟文 +1 位作者 布社辉 邓辉舫 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期71-78,共8页
针对MPI、OPENMP并行程序各自存在的缺陷,将MPI与OPENMP结合起来,实现了MPI/OPENMP混合并行编程;通过实验对MPI、OPENMP并行程序及MPI/OPENMP混合并行编程进行了分析.实验结果表明:MPI/OPENMP混合并行编程可以大大减少通信量,其效率和... 针对MPI、OPENMP并行程序各自存在的缺陷,将MPI与OPENMP结合起来,实现了MPI/OPENMP混合并行编程;通过实验对MPI、OPENMP并行程序及MPI/OPENMP混合并行编程进行了分析.实验结果表明:MPI/OPENMP混合并行编程可以大大减少通信量,其效率和加速比均优于纯MPI并行程序,克服了MPI并行程序中因粒子分布不均匀使负载不均衡而导致的程序性能下降的问题,使得可以利用集群中的更多结点来进行计算,缓解了MPI并行程序的通信延迟问题;同时,MPI/OPENMP混合并行编程克服了OPENMP并行程序依赖于单台计算机处理能力和存储空间的问题,大幅度提高了模拟规模. 展开更多
关键词 mpi并行程序 openmp并行程序 3DEMPM 并行计算
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基于MPI和OpenMP的三维弹性波方程混合并行有限差分算法 被引量:5
3
作者 杨书博 乔文孝 车小花 《应用声学》 CSCD 北大核心 2018年第1期75-82,共8页
三维弹性波方程有限差分模拟具有大计算量和大内存消耗的特点,在常规计算机上使用传统算法往往无法满足计算要求。该文以高性能计算机集群为平台,基于MPI和OpenMP混合编程技术,构建了一种新型三维弹性波方程并行有限差分算法。该算法基... 三维弹性波方程有限差分模拟具有大计算量和大内存消耗的特点,在常规计算机上使用传统算法往往无法满足计算要求。该文以高性能计算机集群为平台,基于MPI和OpenMP混合编程技术,构建了一种新型三维弹性波方程并行有限差分算法。该算法基于MPI将总任务分配给多个进程,同时在每个进程中基于OpenMP将子任务分配给多个线程。各个进程具有独立的内存空间,各个线程共享所在进程的内存空间。充液井孔声场的数值模拟结果表明,与基于OpenMP的并行有限差分算法相比,基于MPI和OpenMP的混合并行有限差分算法可以利用计算机集群的多个节点进行并行计算,既极大地提高了计算速度,又有效地降低了单个节点的内存消耗。 展开更多
关键词 声波测井 有限差分 信息传递接口 共享存储并行编程 并行计算
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OpenFoam中多面体网格生成的MPI+OpenMP混合并行方法 被引量:3
4
作者 刘江 刘文博 张矩 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2022年第3期3-10,共8页
网格生成是计算流体力学中非常重要的一环,大规模数值模拟过程中对网格精度要求的提高会导致网格生成所耗的时间增加.文中基于OpenFoam开源软件中的网格生成算法,主要研究多面体网格的并行生成,并提出OpenMP和MPI混合并行的多面体网格... 网格生成是计算流体力学中非常重要的一环,大规模数值模拟过程中对网格精度要求的提高会导致网格生成所耗的时间增加.文中基于OpenFoam开源软件中的网格生成算法,主要研究多面体网格的并行生成,并提出OpenMP和MPI混合并行的多面体网格生成方法.通过理论分析得到,使用混合并行方法生成相同质量的网格时,混合并行方法生成网格的时间消耗随着线程数量和网格单元数量的增加而减少.3组使用不同求解器的数值模拟实验结果表明,该混合并行方法不但可以保证生成网格的质量---可以正常进行数值计算模拟且模拟结果与原方法相比几乎没有差别,而且生成同样质量与数量网格的耗时最多可以缩短至未使用OpenMP并行方法之耗时的1/4以内. 展开更多
关键词 计算流体力学 OPENFOAM 多面体网格生成 mpi+openmp混合并行 并行效率
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A framework for equipment systems-of-systems effectiveness evaluation using parallel experiments approach 被引量:8
5
作者 Zilong Cheng Li Fan Yulin Zhang 《Journal of Systems Engineering and Electronics》 SCIE EI CSCD 2015年第2期292-300,共9页
Equipment systems-of-systems (SOS) effectiveness evaluation can provide important reference for construction and optimization of the equipment SoS. After discussing the basic theory and methods of parallel experimen... Equipment systems-of-systems (SOS) effectiveness evaluation can provide important reference for construction and optimization of the equipment SoS. After discussing the basic theory and methods of parallel experiments, we depict an SoS effectiveness analysis and evaluation method using parallel expe- riments theory in detail. A case study is carried out which takes the missile defense system as an example. An artificial system of the missile defense system is constructed with the multi-agent modeling method. Then, single factor, multiple factors and defense position deployment computational experiments are carried out and evaluated with the statistical analysis method. Experiment re- sults show that the altitude of the secondary interception missile is not the key factor which affects SoS effectiveness and putting the defense position ahead will increase defense effectiveness. The case study demonstrates the feasibility of the proposed method. 展开更多
关键词 agent based modeling parallel experiments computational experiments missile defense system effectiveness evaluation
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OpenMP在水动力数学模型并行计算中的应用 被引量:4
6
作者 李褆来 徐学军 +2 位作者 陈黎明 金秋 张铁军 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2010年第3期112-116,122,共6页
采用PGI Fortran7.1-2(Portland Group)的OpenMP技术对二维水动力数学模型进行了并行优化试验。并行后,数学模型运行时间明显减少,在对同一算例的水流计算模拟中,串行和并行所需运行时间分别为5 336.781 s和3 454.296 s,平均加速比为1.... 采用PGI Fortran7.1-2(Portland Group)的OpenMP技术对二维水动力数学模型进行了并行优化试验。并行后,数学模型运行时间明显减少,在对同一算例的水流计算模拟中,串行和并行所需运行时间分别为5 336.781 s和3 454.296 s,平均加速比为1.56,平均并行计算节省时间36%,明显提高了水动力学数学模型的运算速度。 展开更多
关键词 openmp 并行计算 水动力学 数学模型 加速比
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OpenMP在MM5中尺度模式中的应用试验 被引量:5
7
作者 张昕 季仲贞 王斌 《气候与环境研究》 CSCD 2001年第1期84-90,共7页
简要介绍了一种新的并行编程标准——OpenMP,通过与其他几种并行编程标准的比较,了解其优越与不足之处。详细介绍了 OpenMP在 PSU/ NCAR的中尺度模式MM5中的运用。分别用 OpenMP并行方式与 MPI并行... 简要介绍了一种新的并行编程标准——OpenMP,通过与其他几种并行编程标准的比较,了解其优越与不足之处。详细介绍了 OpenMP在 PSU/ NCAR的中尺度模式MM5中的运用。分别用 OpenMP并行方式与 MPI并行方式在 SGI Origin 2000上进行了并行效能测试。测试结果表明: OpenMP是一种简单、高效的并行编程标准,非常适合于气象科研与业务领域应用。 展开更多
关键词 openmp 并行计算 中尺度模式 并行加速比 并行效率 气象 数值大气预报
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基于扩充Modelica的复杂系统多层次并行仿真 被引量:1
8
作者 贺东京 宋晓 +1 位作者 张霖 李潭 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期1240-1244,共5页
为提高复杂系统多学科建模仿真效率,弥补现有多领域统一建模仿真语言(Modelica)不支持并行的缺陷,提出了一个面向复杂系统建模仿真的多层次并行仿真框架,从仿真任务级、实体级和模型级3个应用层次上充分发掘仿真系统的并行性.将MPI(Mess... 为提高复杂系统多学科建模仿真效率,弥补现有多领域统一建模仿真语言(Modelica)不支持并行的缺陷,提出了一个面向复杂系统建模仿真的多层次并行仿真框架,从仿真任务级、实体级和模型级3个应用层次上充分发掘仿真系统的并行性.将MPI(MessagePassing Interface)/OpenMP中的并行元素加入Modelica语言,并通过所提出的代码映射机制将Modelica文本转换为支持并行编程的高级代码(C++),再利用一定的任务分配机制将高级代码在多层次并行平台(多核集群)上高效执行.针对某典型军事复杂系统优化迭代过程进行仿真实验,结果表明上述多层次并行仿真方法能大幅提高仿真效率. 展开更多
关键词 复杂系统 并行计算 modelICA 多学科仿真 mpi/openmp
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MPI网络通信模型的数值应用 被引量:3
9
作者 曹骥 袁勇 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2003年第16期13-15,共3页
讨论并行支撑环境MPI的并行通信性能模型,测试了点对点和组通信下的若干性能指标,归纳出这些性能指标的统计模型,以作为工程问题并行计算可行性和可扩充性评价的基础。
关键词 mpi 并行计算 通信模型 并行PCG法 并行有限元
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基于MPI+CUDA环境的静电相互作用能并行求解 被引量:1
10
作者 刘青昆 马名威 +1 位作者 杨荣杰 宫利东 《计算机应用与软件》 CSCD 北大核心 2012年第11期35-38,共4页
ABEEMσπ(Atom-Bond Electronegativity EqualizationσπModel)模型中,原串行程序求静电相互作用能的方法非常耗时,致使研究问题的效率降低。针对原程序中多个循环相互嵌套的求解部分,采用带状卷帘存储迭代分配的MPI(Message Passing ... ABEEMσπ(Atom-Bond Electronegativity EqualizationσπModel)模型中,原串行程序求静电相互作用能的方法非常耗时,致使研究问题的效率降低。针对原程序中多个循环相互嵌套的求解部分,采用带状卷帘存储迭代分配的MPI(Message Passing Inter-face)并行化处理;对体系中所有原子、σ键、孤对电子、π键位点之间的静电相互作用能采用多线程CUDA(Computer Unified DeviceArchitecture)并行化处理。传统MPI+CUDA环境中,GPU和CPU之间的数据传输开销大,导致整体性能下降以及各种粒子间计算串行调用CUDA,致使时间浪费。针对上述情况,使用GPU核心的缓存机制解决传输开销大的问题,并利用多CUDA流技术实现多个循环异步进行计算,从而缩短了运行时间。然后选取多个不同类型的大分子体系进行测试,结果表明,利用改进的MPI+CUDA并行模型进行动力学模拟,并行加速比显著提高,大幅度缩减了求解静电相互作用能的时间,并得到与串行一致的结果。 展开更多
关键词 原子-键电负性均衡σπ模型 静电子相互作用能 并行计算 消息传递接口 统一计算设备架构
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基于MPI的三维波动方程有限元法并行正演模拟 被引量:7
11
作者 王月英 《石油物探》 EI CSCD 北大核心 2009年第3期221-225,243,共6页
在三维空间进行地震波动方程有限元正演模拟时,采用基于消息传递界面(MPI)的并行算法可以克服基于单PC机串行算法对数据容量和计算速度的局限。其基本原理是:将模拟区域剖分成多个小区域,每一个进程处理其中一个小区域;在运算过程中,各... 在三维空间进行地震波动方程有限元正演模拟时,采用基于消息传递界面(MPI)的并行算法可以克服基于单PC机串行算法对数据容量和计算速度的局限。其基本原理是:将模拟区域剖分成多个小区域,每一个进程处理其中一个小区域;在运算过程中,各个进程之间互通相邻区域节点的物性参数和前一时刻的位移值,以备计算当前时刻区域内的位移值,共同实现整个模拟空间的正演模拟。在正演模拟时,采用质量矩阵近似方法来提高程序的并行性,压缩数据量和运算量,最佳并行效率的进程个数则依据并行系统能够满足程序内数据容量来确定。通过3层水平层状介质模型的数值模拟,对方法的可行性和有效性进行了验证。 展开更多
关键词 波动方程 有限元 多进程 消息传递界面并行算法 正演模拟
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基于MPI的伪谱法大涡模拟并行计算的研究 被引量:2
12
作者 肖红林 罗纪生 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2009年第3期242-244,共3页
使用伪谱方法的大涡模拟准确、高效,但在高雷诺数情况下,计算量仍然非常巨大,需要采用并行方法,但是快速傅里叶变换的并行算法在实际应用中有很大的困难。针对这一问题,提出了一种新的基于MPI的伪谱法大涡模拟的并行计算方法。通过实例... 使用伪谱方法的大涡模拟准确、高效,但在高雷诺数情况下,计算量仍然非常巨大,需要采用并行方法,但是快速傅里叶变换的并行算法在实际应用中有很大的困难。针对这一问题,提出了一种新的基于MPI的伪谱法大涡模拟的并行计算方法。通过实例验证,该方法准确、易行、稳健,并且可以大幅提高计算速度,节省计算时间,这对大涡模拟在工程中的广泛应用具有重要意义。 展开更多
关键词 大涡模拟 谱方法 消息传递接口 并行计算 亚格子模型
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基于节点间断有限元的三维并行水动力模型研究
13
作者 陈泽礽 张庆河 冉国全 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第9期1719-1727,共9页
针对现有Matlab-C混编模式下无积分节点间断有限元水动力模型计算效率较低的问题,本文使用C++代码框架下重新建立三维水动力模型。模型对封闭港池风吹流和渤海辽东湾锦州港附近海域潮流进行模拟,模拟结果分别与理论解和实测数据吻合较... 针对现有Matlab-C混编模式下无积分节点间断有限元水动力模型计算效率较低的问题,本文使用C++代码框架下重新建立三维水动力模型。模型对封闭港池风吹流和渤海辽东湾锦州港附近海域潮流进行模拟,模拟结果分别与理论解和实测数据吻合较好。基于OpenMP与MPI并行算法分别实现三维水动力模型并行计算,计算结果表明:在计算网格数量较多时,MPI并行计算效率高于OpenMP并行;在计算网格数量较少时,MPI并行模型对网格的划分存在限制,而OpenMP并行模型能充分利用计算核心,减少更多的计算时间。 展开更多
关键词 节点间断有限元方法 三维浅水方程 openmp并行 mpi并行 数值模型 非结构网格 内外模不分离 潮流模拟
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平面二维非均匀泥沙OpenMP并行计算模型 被引量:2
14
作者 于守兵 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2012年第2期11-14,共4页
为实现平面二维非均匀泥沙模型并行计算,采用OpenMP指令对串行源程序进行改造。基于三角形-四边形混合网格的平面二维非均匀泥沙有限体积模型具有显式求解时网格单元相互独立性这种特性,Fortran串行源程序无需进行较大的修改,只要在循... 为实现平面二维非均匀泥沙模型并行计算,采用OpenMP指令对串行源程序进行改造。基于三角形-四边形混合网格的平面二维非均匀泥沙有限体积模型具有显式求解时网格单元相互独立性这种特性,Fortran串行源程序无需进行较大的修改,只要在循环计算和数组整体操作部分嵌入OpenMP循环并行指令和数组并行指令,即可实现并行计算。案例分析结果表明,在并行线程数目等于计算机固有线程数目时,并行加速比达到最大值1.55;OpenMP技术使用线程间共享内存的方式协调并行计算,很适合在多核计算机上运行,且编程简单灵活,将随着计算机硬件性能的提高得到更广泛的应用。 展开更多
关键词 openmp 并行计算 非均匀泥沙模型 有限体积法
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基于MPI环境的A-BSP模型的性能评测
15
作者 于双元 王栋 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期130-135,共6页
针对一种异步的BSP模型(A-BSP),选用6种常用的通信模式代替随机h关系,在曙光集群MPI环境和不同的处理器数量条件下,对A-BSP模型的2个主要参数g和L进行评估,并根据快速傅立叶变换(FFT)的并行化方法,以一种基2并行FFT算法,验证利用A-BSP... 针对一种异步的BSP模型(A-BSP),选用6种常用的通信模式代替随机h关系,在曙光集群MPI环境和不同的处理器数量条件下,对A-BSP模型的2个主要参数g和L进行评估,并根据快速傅立叶变换(FFT)的并行化方法,以一种基2并行FFT算法,验证利用A-BSP模型进行MPI程序代价分析的正确性和有效性。在曙光TC1700集群服务器上测得A-BSP模型的参数g为6.07×10-8s/byte,L为1.47×10-4s。在曙光集群上,A-BSP模型所有参数的变化范围基本被限定在某一区间内,且h关系时间受通信模式的影响要比受处理器数量的影响更为明显。A-BSP模型能够有效地指导MPI并行程序设计。 展开更多
关键词 并行计算 A-BSP模型 mpi 通信模式 性能评测 计算机技术
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MPI环境下气固两相流动的并行计算
16
作者 符栋良 《锅炉技术》 北大核心 2007年第2期48-52,72,共6页
采用Fortran语言自行开发的程序,在非正交贴体坐标系下,采用k--εAp模型。模型的两相湍流模型对一新型燃烧器一次风喷嘴及弯头组件内的气固两相流动进行了数值模拟。在求解过程中,将整个几何区域分解成若干相对简单的子区域,然后分别在... 采用Fortran语言自行开发的程序,在非正交贴体坐标系下,采用k--εAp模型。模型的两相湍流模型对一新型燃烧器一次风喷嘴及弯头组件内的气固两相流动进行了数值模拟。在求解过程中,将整个几何区域分解成若干相对简单的子区域,然后分别在各子域上采用SIMPLEC算法对控制方程组进行离散多机并行求解。最后本文分析了计算机集群在数值求解复杂流动问题方面的实用性以及实际所能达到的计算效率。 展开更多
关键词 并行计算 区域分解法 mpi 气固两相流 k-ε-Ap模型
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基于MPI的分布式水循环模型并行计算性能研究 被引量:3
17
作者 向东 周祖昊 +3 位作者 袁胜 秦泽宁 刘佳嘉 朱家松 《水文》 CSCD 北大核心 2020年第5期36-40,27,共6页
为满足分布式水文模型快速模拟的需要,引入并行计算技术。基于MPI编程模型实现了WEP-L分布式水循环模型产流模块的并行编程,采取子流域任务划分和对等模式实现了模型的并行设计。为了减少进程间的通信时间,在产流计算之前,数据按随年、... 为满足分布式水文模型快速模拟的需要,引入并行计算技术。基于MPI编程模型实现了WEP-L分布式水循环模型产流模块的并行编程,采取子流域任务划分和对等模式实现了模型的并行设计。为了减少进程间的通信时间,在产流计算之前,数据按随年、月、日变化以及不随时间变化分成四类,分批进行通信;产流计算完成之后,采用聚合通信方式中的数据收集,快速统计结果。模型并行化后应用于黄河流域,结果如下:(1)随着参与计算的进程数增加,并行计算的加速比呈先增加后减少的趋势,并行效率随进程数增加呈线性下降趋势。(2)模型并行性能受通信开销制约,当通信开销增量大于产流计算时间减少量时,加速比达到峰值4.8。 展开更多
关键词 分布式水循环模型 mpi 并行计算 加速比 并行效率
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基于MPI的并行分布式高斯消元算法设计和评估 被引量:4
18
作者 丁强 谢红梅 何贵青 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第20期6429-6431,6435,共4页
为了满足电磁仿真数值计算日益增高的速度和精度的需求,针对单机内存需求和计算负荷需求都比较大的矛盾,提出基于分布式并行机群环境的并行计算划分和并行存储划分的算法设计思想,并且给出了基于行列循环数据划分的并行计算算法描述。... 为了满足电磁仿真数值计算日益增高的速度和精度的需求,针对单机内存需求和计算负荷需求都比较大的矛盾,提出基于分布式并行机群环境的并行计算划分和并行存储划分的算法设计思想,并且给出了基于行列循环数据划分的并行计算算法描述。在此基础上进行了实验验证,用MPI+FORTRAN和MPI+C编程实现了对大矩阵求逆的分布式高斯消元,并进行了性能评估和实验验证,在国内外超级计算中心平台上的实验结果表明所完成的工作对于系统的电磁仿真计算具有应用价值,该算法和代码实现可应用于电磁仿真计算的矩量法MOM(Method of Mom)中。 展开更多
关键词 分布式环境下的并行算法 数据和计算划分 基于消息传递接口的代码设计 能评估 mpi+C
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基于OpenMP多核并行算法的垂线偏差快速计算 被引量:4
19
作者 黄炎 王庆宾 +1 位作者 冯进凯 谭勖立 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2019年第10期1033-1036,共4页
针对利用超高阶地球重力场模型计算大范围、高分辨率区域垂线偏差效率低的问题,提出基于OpenMP多核并行技术的数组升维和分区计算方法。实验表明,该方法计算垂线偏差的加速比最高达到5.6倍,显著提高了超高阶垂线偏差的计算效率,也为解... 针对利用超高阶地球重力场模型计算大范围、高分辨率区域垂线偏差效率低的问题,提出基于OpenMP多核并行技术的数组升维和分区计算方法。实验表明,该方法计算垂线偏差的加速比最高达到5.6倍,显著提高了超高阶垂线偏差的计算效率,也为解决重力场数据处理过程中类似的快速计算问题提供了思路。 展开更多
关键词 openmp 超高阶重力场模型 垂线偏差 并行计算 数组升维
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基于OpenMP的并行电磁场神经网络建模 被引量:1
20
作者 马凯 赵智浩 《电子测量技术》 2015年第4期24-26,31,共4页
针对用神经网络技术对电磁场建模需要较长计算时间的问题,提出了基于OpenMP(open multi-processing)的神经网络并行建模方法。该方法在串行的电磁场神经网络建模基础上,将电磁场样本点和训练数据点均匀分配给多个处理器进行并行处理,实... 针对用神经网络技术对电磁场建模需要较长计算时间的问题,提出了基于OpenMP(open multi-processing)的神经网络并行建模方法。该方法在串行的电磁场神经网络建模基础上,将电磁场样本点和训练数据点均匀分配给多个处理器进行并行处理,实现了电磁场数据并行产生以及神经网络并行训练。通过微波滤波器建模例子分别从加速比和效率来验证基于OpenMP的并行电磁场神经网络建模的性能。实验结果表明,并行电磁场神经网络建模是可行的,而且基于OpenMP方式的并行电磁场神经网络建模效率较传统的串行神经网络建模效率有了明显的提高。 展开更多
关键词 并行计算 人工神经网络 电磁场建模
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