計(jì)算機(jī)集群的構(gòu)建及其對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)光散射分布特性研究的開(kāi)題報(bào)告

計(jì)算機(jī)集群的構(gòu)建及其對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)光散射分布特性研究的開(kāi)題報(bào)告一、課題背景與意義隨著計(jì)算機(jī)科技的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)集群為研究各種復(fù)雜系統(tǒng)光散射分布特性提供了更為先進(jìn)的研究方法和技術(shù)手段。計(jì)算機(jī)集群是指由多臺(tái)計(jì)算機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接而成的高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，具有計(jì)算能力強(qiáng)、存儲(chǔ)容量大、運(yùn)行穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。光散射分布特性是物質(zhì)光學(xué)領(lǐng)域研究的重要方向，其研究成果在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的應(yīng)用。因此，研究計(jì)算機(jī)集群構(gòu)建及其對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)光散射分布特性的影響具有極大的理論研究和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。二、研究?jī)?nèi)容與方法本文將從計(jì)算機(jī)集群構(gòu)建和復(fù)雜系統(tǒng)光散射分布特性研究?jī)蓚€(gè)方面展開(kāi)研究。具體內(nèi)容如下：1.計(jì)算機(jī)集群的構(gòu)建原理與方法：介紹計(jì)算機(jī)集群的基本原理和構(gòu)建方法，包括硬件配置、軟件環(huán)境配置以及網(wǎng)絡(luò)配置等內(nèi)容。針對(duì)集群性能的提高，本文將研究如何優(yōu)化集群工作負(fù)載分配和負(fù)載均衡等關(guān)鍵技術(shù)。2.復(fù)雜系統(tǒng)光散射分布特性研究：主要針對(duì)具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的物體光散射特性進(jìn)行研究，如人體組織、葉片、巖石等。本文將采用離散元方法、有限元方法等數(shù)值模擬方法對(duì)物體的光學(xué)特性進(jìn)行計(jì)算、分析和研究。同時(shí)，本文將研究不同光源波長(zhǎng)、入射角度等因素對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)光散射分布特性的影響。三、預(yù)期研究成果與貢獻(xiàn)1.將建立一套高效穩(wěn)定并行計(jì)算平臺(tái)，提高計(jì)算機(jī)集群處理大規(guī)模計(jì)算任務(wù)的效率和速度。2.系統(tǒng)研究復(fù)雜系統(tǒng)的光散射分布特性，深入分析其光學(xué)特性，為復(fù)雜結(jié)構(gòu)物體光散射研究提供新思路和新方法。3.為物體光學(xué)特性研究提供重要的核心技術(shù)支撐，推動(dòng)光散射研究在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療診斷等領(lǐng)域的應(yīng)用，促進(jìn)學(xué)科交叉和學(xué)科融合。四、研究難點(diǎn)與解決方案1.計(jì)算節(jié)點(diǎn)之間通信帶寬和延遲較大，如何實(shí)現(xiàn)高效并行計(jì)算及負(fù)載均衡等是集群構(gòu)建過(guò)程中的難點(diǎn)。本文將研究并行計(jì)算模型和任務(wù)調(diào)度算法，以實(shí)現(xiàn)更高效的計(jì)算和負(fù)載均衡。2.復(fù)雜系統(tǒng)光散射計(jì)算模型需要考慮多個(gè)因素的影響，如物體形狀、大小、表面狀態(tài)等，計(jì)算量大且復(fù)雜難以處理。本文將采用離散元方法、有限元方法等數(shù)值模擬方法，優(yōu)化計(jì)算模型，通過(guò)并行計(jì)算提高計(jì)算效率。五、研究進(jìn)度安排1.第1-2個(gè)月：對(duì)計(jì)算機(jī)集群構(gòu)建過(guò)程中的硬件、軟件及網(wǎng)絡(luò)配置進(jìn)行深入研究，并開(kāi)展實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證工作。2.第3-6個(gè)月：研究并行計(jì)算模型和任務(wù)調(diào)度算法，優(yōu)化計(jì)算任務(wù)的分配和負(fù)載均衡效果。3.第7-10個(gè)月：建立物體光散射計(jì)算模型，并進(jìn)行數(shù)值模擬研究。探究不同光源波長(zhǎng)、入射角度等因素對(duì)物體光學(xué)特性的影響。4.第11-12個(gè)月：綜合前期研究成果，總結(jié)并分析研究結(jié)果，撰寫論文并進(jìn)行學(xué)術(shù)交流。六、參考文獻(xiàn)1.陳虎，鄭軍瑞，鄧恒寒等.計(jì)算機(jī)集群及其應(yīng)用[M].北京:國(guó)防工業(yè)出版社，2010.2.張春華，江曉平.X射線斷層掃描應(yīng)用于腫瘤診斷的研究[J].中國(guó)組織工程研究，2013，14(22)：4112-4118.3.趙麗華，楊越.巖石多普勒風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別方法及其應(yīng)用[J].激光與電子光學(xué)進(jìn)展，2014，51(10)：348-352.4.歐陽(yáng)晨，程然，劉大器.前后向散射光學(xué)成像在生物組織研究中的應(yīng)用[J].中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程雜志，2015，34(5)：717-72